Determinação de tensão crítica, curva de escoamento e deslocamento de frentes de materiais viscosos e viscoplásticos a partir de planos inclinados

• Processo: 08/04824-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2008
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2009
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Engenharia Hidráulica
• Pesquisador responsável: Geraldo de Freitas Maciel
• Beneficiário: Joel Roberto Guimarães Vasco
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 05/54210-0 - Determinação de tensão crítica, curva de escoamento e deslocamento de frentes de materiais viscosos e viscoplásticos a partir de planos inclinados, AP.R
• Assunto(s): Lamas Fluidos viscoplásticos Viscosidade Reologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fluido viscoso e viscoplástico | fluidos hiperconcentrados | lamas | Reologia | ruptura de barragem | Técnica do plano inclinado | Reologia de materiais viscoplásticos

Resumo

Fluidos hiperconcentrados são freqüentemente encontrados na natureza, como em escoamentos de lavas torrenciais, enxurradas, produzindo quase sempre frentes de lama e detritos, ou ainda, em muitas das atividades industriais como na indústria do petróleo, agroalimentar, cimenteiras, mineradoras, etc. Esta proposta dá continuidade a um projeto anterior na temática de lamas, apoiado pela Fapesp (Proc. 00/14853-5), onde misturas de água+argila foram caracterizadas do ponto de vista físico e reológico e leis de atrito em canal foram prescritas a partir de experimentos realizados em plataforma de ensaios (Lledo, 2003).Trabalhos dessa natureza (que tratam da variável reológica) têm sido reportados na literatura da engenharia química, de alimentos, mecânica e civil (materiais, hidráulica e sanitária), cada um com sua especificidade, mas todos eles voltados a descrever propriedades reológicas dos materiais e componentes envolvidos e controlar, com o rigor necessário, processos associados. No que tange à descrição e determinação das propriedades reológicas e de seu profundo entendimento, quer seja no regime permanente, quer seja em regimes oscilatórios, quer seja da determinação de uma simples viscosidade aparente a uma viscoelasticidade, de uma simples viscosidade real a uma viscosidade elongacional, quer seja a determinação de uma tensão de escoamento ou tensão crítica, etc, não há dúvidas que o caminho a ser percorrido deverá , tanto quanto possível, ter o apoio de equipamentos de precisão (reômetros), a serem utilizados como referência. Não obstante, as técnicas mais simplificadas, de larga aplicação e de conhecimento do grande público (citemos como exemplo o "slump" através do cone de Abrams, no universo do concreto, o cone de Marsh, na determinação dos limites de fluidez de pastas, assim como a técnica do plano inclinado, etc.) podem dar pistas interessantes e resultados satisfatórios para determinados fins (Coleman et al. (1966), Uhlherr et al. (1984), De Kee at al. (1990)). Dentro desse contexto, tenta-se, nesta proposta, num primeiro momento, validar a técnica, relativamente simples, do plano inclinado, para avaliação reológica. Utilizar-se-ão materiais cuja constituição possibilite também o uso de reômetro coaxial e a plataforma de ensaios de fluidos hiperconcentrados, existentes na Unidade. Uma vez entendida, controlada e validada, a técnica poderia ser estendida para uso posterior com composições mais complexas e novos materiais que, via de regra, para a sua caracterização, exigiriam reômetros de custo cada vez mais elevados. Num segundo momento, pretende-se validar, a partir de experimentos bem controlados em canaletes (utilizando recursos de visualização ultra-rápida), estudos teóricos existentes na literatura que tratam do efeito ruptura de barragem retendo material viscoso e viscoplástico, em particular, determinar a velocidade de propagação de frentes, assunto que vem sendo pesquisado por este proponente e sua equipe nesses 02 últimos anos.Ademais a proposta em tela desperta interesse, por um lado, de um grupo de pesquisadores da área de estruturas e materiais do DEC da FEIS/UNESP que tem se dedicado ao estudo do comportamento da calda de cimento quer seja no estado fresco (com questões sobre sua reologia), quer seja no estado endurecido (propriedades mecânicas). Por outro lado, a um grupo de pesquisadores de Recursos Hídricos em estudar as propriedades físicas, biológicas e de comportamento reológico, com fins de engenharia, do lodo resultante do esgoto e águas residuárias. Em suma, as vocações existem na Unidade e vão aparecendo à medida que a infraestrutura vai se montando e tornando disponível e possível a realização de outras pesquisas, pesquisas estas que vêm ao encontro e interesse deste proponente em aprofundar no controle das propriedades reológicas de misturas hiperconcentradas e suas repercussões na dinâmica de escoamentos com superfície livre. (AU)