Embora os princípios fundamentais da física clássica tenham aplicação em qualquer tipo de material independentemente do seu estado físico, o estudo do comportamento mecânico dos corpos sólidos e das substâncias fluidas é realizado em dois ramos distintos da mecânica, designados por mecânica dos sólidos e mecânica dos fluidos, respectivamente. Esta distinção justifica-se, sobretudo, pelas diferenças fundamentais existentes no comportamento destes materiais quando sujeitos a um determinado estado de tensão.
No âmbito da mecânica dos sólidos, Robert Hooke formulou os princípios básicos da moderna Teoria da Elasticidade que relaciona o estado de tensão e de deformação nos corpos sólidos sujeitos a deformações elásticas. Nestas condições, se o corpo sólido for homogéneo, isotrópico e estiver em equilíbrio sob a acção de um sistema de forças exteriores, as componentes do estado de deformação elástica, produzido pela aplicação no corpo de forças exteriores, são funções lineares das componentes do estado de tensão a que o corpo está submetido. O factor de proporcionalidade entre as tensões e as deformações, nos casos em que existe elasticidade plana, designa-se por módulo de elasticidade ou módulo de Young do material, sendo válida a conhecida expressão da lei de Hooke:
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Numa primeira fase do processo de deformação, quando as solicitações aplicadas são bastante reduzidas, os corpos sólidos apresentam, em geral, características elásticas que podem ser traduzidas pelos princípios anteriormente mencionados. No entanto, aumentando progressivamente a intensidade das solicitações, atinge-se um limite a partir do qual as deformações no corpo sólido passam a ser irreversíveis, cessando, assim, o campo de aplicação da teoria da elasticidade formulada por Hooke. Esta fase, designada por fase de deformação plástica do corpo sólido, caracteriza-se por um rápido aumento das deformações, para variações reduzidas das tensões aplicadas, até se atingir o limite de resistência do material.
Por sua vez, o estudo clássico do comportamento mecânico das substâncias fluidas, onde se incluem os líquidos e os gases, baseia-se em princípios totalmente distintos. Com efeito, as substâncias fluidas, ao contrário das sólidas, experimentam estados de deformação que aumentam indefinidamente, quando sujeitas a um estado de tensão de corte. Isto acontece porque as substâncias fluidas não apresentam uma estrutura posicional e as suas unidades constitutivas, as moléculas, têm uma grande liberdade de movimentação.
O termo reologia foi inventado pelo professor Bingham para definir o “estudo do escoamento ou deformação da matéria”. Esta definição foi aceite quando a American Society of Rheology foi fundada em 1929. A reologia é a ciência que estuda o comportamento mecânico das substâncias fluidas, classificando-as em função de parâmetros específicos apropriados à previsão das características do seu escoamento em condições reais. Isto acontece porque as substâncias fluidas não apresentam uma estimativa posicional e as suas unidades constitutivas, as moléculas, têm uma grande liberdade de movimentação.
Isaac Newton foi dos primeiros físicos a perceber a existência do conceito de viscosidade, tentando uma formulação que no entanto se revelou incorrecta. Foi de facto necessário esperar pelos meados do século XIX para que Navier e Stokes chegassem à formulação correcta da resistência de um fluido ao escoamento, como sendo proporcional ao gradiente de velocidade (Rouse et al. (1971)). Na realidade, quando se analisa o comportamento mecânico de substâncias fluidas comuns, não faz sentido utilizar o conceito de deformação, pois não há uma relação biunívoca entre esta e o estado de tensão, devendo antes, relacionar-se o estado de tensão com o estado da velocidade de deformação. Passaram a designar-se por newtonianos, os fluidos que
apresentam uma relação linear entre a tensão aplicada e a consequente variação espacial da velocidade de deformação, como é o caso, por exemplo, da água, do ar, da glicerina, e em geral de todos os fluidos que tenham um baixo peso molecular e uma estrutura química simples.
O século XX assistiu a um grande desenvolvimento industrial em todas as vertentes, e em especial no que concerne à indústria dos processos químicos onde se manipulam inúmeros fluidos sintéticos, a grande maioria dos quais apresenta comportamentos mecânicos que não são correctamente descritos pela relação linear anterior. Encontram-se nestas condições um grande número de fluidos, onde se incluem: polímeros, geis, emulsões, tintas, hidrocarbonetos, lamas das estações de tratamento de águas residuais, produtos alimentares e farmacêuticos. Inicialmente todos estes fluidos foram agrupados num mesmo grupo, que tomou a designação genérica de fluidos não newtonianos. Posteriormente, o rápido desenvolvimento observado nas técnicas de análise e de caracterização do comportamento reológico dos fluidos, permitiu distingui- los com mais detalhe e estabelecer uma classificação mais objectiva e exacta consoante as especificidades dos seus comportamentos. Estes progressos conduziram ao desenvolvimento de conceitos que, em alguns casos, avançaram no sentido de eliminar a separação anteriormente existente entre os domínios clássicos da mecânica dos sólidos e da mecânica dos fluidos de tal forma que, actualmente, conhecem-se substâncias liquidas que possuem algumas propriedades normalmente atribuídas a corpos sólidos e vice-versa. Estas substâncias, quando sujeitas a um determinado estado de tensão, apresentam simultaneamente características elásticas e viscosas, daí serem designadas por viscoelásticas. Assim, no estado de conhecimento actual, não existe uma linha de demarcação bem definida entre as matérias sólida e a fluida.