Biotransporte1

Biotransporte
Noções Básicas de Mecânica dos Fluidos e de Fluidos Não Newtonianos - Parte I
P.J. Oliveira, Maio 2010

Propriedades materiais básicas
Neste estudo iremos considerar materiais que em geral se comportam como fluidos, isto é, que se deformam continuamente quando sujeitos a uma força transversal (força de corte).
As propriedades básicas de um material com interesse para a mecânica dos fluidos são a massa volúmica, ρ , e a viscosidade, µ ou η . A massa por unidade de volume da água a temperatura normal (25ºC) é ρ = 1000 kg/m3; para o sangue ρ ≅ 1060 kg/m3. A viscosidade é a propriedade relacionada com a maior ou menor facilidade de escorregamento de um material, ou seja é uma medida da sua fluidez: quanto mais viscoso, menor é a fluidez do material. Para uma determinada temperatura, a viscosidade é constante quando esse material tem comportamento newtoniano. Neste caso usa-se o símbolo µ para a viscosidade. Quando o comportamento é não newtoniano o coeficiente de viscosidade pode variar com o estado de deformação do material e a viscosidade deixa de ser “constante”; neste caso usa-se o símbolo η para representar a viscosidade.
Ar e água são dois exemplos de fluidos newtonianos, sendo amplamente utilizados em aplicações da mecânica de fluidos em áreas da engenharia. Qualquer fluido constituído por moléculas simples e de baixo peso molecular, sem formação de estruturas internas, comportase em condições usuais como um fluido newtoniano (a definição exacta do que é newtoniano é dada pela Eq. 1 abaixo). Por outro lado, materiais com uma microestrutura interna complexa ou formados por constituintes de elevado peso molecular têm tendência a comportar-se de forma não newtoniana. A viscosidade da água é µ = 10 −3 Pa.s a 25ºC, diminuindo para

µ = 0.695 ×10−3 Pa.s a 37ºC, e a do sangue, assumido como fluido newtoniano (uma aproximação que só é válida em casos restritos), é µ ≈ 3.5 × 10−3 Pa.s a 37ºC. A viscosidade do ar, em condições padrão, é aproximadamente µ = 2