DSC, TGA e DMA: o que cada análise térmica mede

Três ensaios que começam igual

Nos três, a amostra é colocada num forno e aquecida de forma controlada. A diferença está no que se mede enquanto isso acontece:

Ensaio	O que o equipamento acompanha	Pergunta que responde
DSC	o calor que entra e sai da amostra	Em que temperatura o material muda de estado, e quanto dele está organizado?
TGA	a massa da amostra	De que o material é feito, e até que temperatura ele aguenta?
DMA	a rigidez sob uma força que oscila	Quanta rigidez ele ainda tem na temperatura de trabalho?

São complementares, não concorrentes. Uma caracterização completa de polímero costuma usar os três, e cada um custa e demora de forma diferente — então vale saber qual deles já resolve a sua dúvida.

DSC: onde o material muda de estado

O DSC compara o calor necessário para aquecer a sua amostra com o necessário para aquecer uma referência vazia. Tudo que o material faz ao aquecer consome ou libera energia, e aparece como um desvio na curva.

A transição vítrea é um degrau, não um pico — e é o evento mais útil de todos. Abaixo dela o polímero é rígido e quebradiço; acima, flexível e com tendência a deformar sob carga. Em muitos componentes, a temperatura máxima de uso é definida pela Tg, não pela fusão.

A fusão é um pico que absorve calor. A posição dele ajuda a identificar o polímero, e a área sob ele dá a cristalinidade — quanto do material estava organizado.

A cristalização a frio, quando aparece, é um achado. Ela significa que o material não teve tempo de se organizar durante a moldagem e está fazendo isso agora, no ensaio. Numa peça real, essa organização pode acontecer lentamente em serviço, mudando dimensão e rigidez com o tempo.

TGA: do que o material é feito

Aqui a amostra fica sobre uma balança de precisão dentro do forno. Conforme a temperatura sobe, cada componente sai em uma faixa diferente — e cada saída é um degrau na curva.

É quase uma análise de composição por via térmica. Um composto com 30% de fibra de vidro mostra um patamar final em torno de 30% da massa inicial — e isso é conferível contra a especificação sem precisar dissolver nada.

O truque que faz esse ensaio render é a troca de atmosfera. O aquecimento começa sob nitrogênio, que impede combustão: o polímero se decompõe, mas negro de fumo e grafite ficam. Depois troca-se para ar ou oxigênio, e aí essa parte queima. O que sobra no fim é só o inorgânico. Dois degraus que seriam um só viram dois, e a conta fecha.

O outro uso frequente é mais direto: onde a curva começa a cair é a temperatura em que o material começa a se degradar. Se o seu processo de injeção trabalha perto demais desse ponto, o TGA mostra isso em um gráfico.

DMA: quanta rigidez sobrou

Enquanto aquece, o DMA aplica uma força que vai e volta muitas vezes por segundo e mede como o material responde. Parte da energia volta, como numa mola; parte se perde, como num amortecedor.

A diferença prática para o DSC é que o DMA entrega um número de engenharia: a rigidez naquela temperatura. O catálogo do fornecedor informa o módulo a 23 °C; se a peça trabalha a 80 °C, esse número pode já não valer. O DMA mostra a curva inteira.

Por ser muito mais sensível, o DMA enxerga transições que o DSC não detecta — o que é especialmente útil em termofixos, compósitos e materiais muito reticulados, onde o degrau de Tg no DSC é fraco demais para medir com confiança.

Qual pedir para o seu caso

1. "O lote novo está mais quebradiço que o anterior"

   Comece por DSC comparando os dois lotes, com o bom como referência. Diferença de cristalinidade ou de Tg explica boa parte dos casos. Se a suspeita é de material reprocessado ou de carga trocada, acrescente TGA.

2. "Preciso saber se o composto tem a carga que foi especificada"

   TGA resolve direto, com troca de atmosfera para separar carga orgânica de inorgânica.

3. "A peça deforma em serviço, mas passa no ensaio em bancada"

   DMA, varrendo a faixa de temperatura real de trabalho. É comum a peça estar operando acima da Tg sem que ninguém tenha percebido.

4. "Não sei nem que polímero é este"

   DSC dá a temperatura de fusão, que restringe bastante as possibilidades, e FTIR fecha a identificação. Análise térmica diz como o material se comporta; a espectroscopia diz o que ele é.

O que o relatório precisa trazer

Norma aplicada	ISO 11357, ISO 11358, ISO 6721 ou a ASTM equivalente
Massa e forma da amostra	a geometria influencia o resultado
Taxa de aquecimento	em °C por minuto
Atmosfera	e em que temperatura ela foi trocada, se foi
Qual aquecimento	primeiro ou segundo, no caso do DSC
Convenção usada	como a Tg foi lida: ponto médio do degrau, pico de tan δ, início da queda de E′
A curva	não só as temperaturas extraídas dela

Sem esses dados, dois relatórios do mesmo material não são comparáveis — e é justamente a comparação entre lotes, entre fornecedores ou entre o antes e o depois de um ajuste de processo que costuma motivar o ensaio.

A lógica é a mesma de qualquer outro ensaio de material: o número só vale junto com as condições em que foi obtido. Vale aqui como vale em como ler a curva de um ensaio de tração.