Quando liquidi densi vengono versati o spostati improvvisamente, si muovono lentamente a causa dell’inerzia, che è la resistenza al movimento improvviso. Se lo stesso liquido viene posto tra due piastre che vengono rapidamente ruotate in direzioni opposte, il liquido resisterà al movimento di rotazione a causa della sua forza di taglio o della resistenza allo strappo. Entrambi questi effetti possono essere utilizzati in apparecchiature di smorzamento viscoso, utilizzate per ammortizzatori e controllo delle vibrazioni.
Quando un liquido viscoso è esposto al taglio, tenta di rimanere in posizione e si muoverà solo quando la forza di taglio supera la resistenza. Il movimento del liquido crea calore che deve essere eventualmente rimosso per evitare danni alle apparecchiature. Gli ammortizzatori di grandi dimensioni spesso contengono dissipatori di calore o alette del radiatore per consentire all’aria di raffreddarli.
Gli effetti della viscosità dipendono dalla velocità, il che significa che mostreranno una maggiore resistenza quando le forze di movimento sono maggiori. Vibrazioni molto piccole potrebbero non essere rimosse bene con i soli sistemi di smorzamento viscosi. Molti sistemi utilizzano una combinazione di molle e fluidi viscosi per fornire una gamma migliore di riduzione delle vibrazioni. Lo smorzamento è comunemente usato in parti del mondo dove i terremoti sono comuni e gli edifici possono essere costruiti con grandi ammortizzatori che li isolano dal terreno. Quando si verifica un terremoto, la resistenza al movimento limita la quantità di vibrazioni trasmesse alla struttura dell’edificio.
Un sistema di smorzamento viscoso lineare viene spesso utilizzato nella costruzione di sistemi antisismici. L’ammortizzatore contiene tipicamente un pistone all’interno di un cilindro riempito con fluido viscoso. Piccole porte o fori consentono al fluido di muoversi avanti e indietro nel cilindro, ma la maggior parte del fluido resiste a qualsiasi movimento del pistone. Il cilindro può essere collegato all’acciaio da costruzione e l’albero del pistone è collegato a un blocco di fondazione installato nel terreno.
Gli effetti di taglio possono essere utilizzati in dispositivi chiamati smorzatori rotanti, che utilizzano un fluido tra due piastre parallele. Gli ammortizzatori rotanti possono essere utilizzati per ridurre le vibrazioni nelle macchine e funzioneranno come freno di velocità per rallentare le apparecchiature in movimento. Possono essere posizionati sotto l’attrezzatura in posizione orizzontale per smorzare le vibrazioni in più direzioni.
Lo smorzamento viscoso utilizza liquidi chiari, come siliconi, acqua o oli idrocarburici. Miscele di liquidi e solidi possono avere effetti di smorzamento, ma gli effetti sono diversi. L’aggiunta di solidi può creare un effetto plastico Bingham, ovvero una bassa resistenza al flusso dopo il superamento di uno sforzo di taglio iniziale. Un esempio è una miscela di amido di mais e acqua, che si versa facilmente ma si comporta come un solido quando viene agitata o colpita. Il ketchup di pomodoro è un’altra plastica Bingham, motivo per cui rimane nella bottiglia quando viene capovolto, ma scorrerà facilmente con una scossa o un colpetto sul contenitore.