Descrio sobre as diversas formas de definir tamanho de partculas Operaes Unitrias e Processos para Engenharia Ambiental

Luiza Nunes Rocha - 2010073163 - UFMG INTRODUO

A Anlise Granulomtrica dos solos um estudo da distribuio das dimenses dos gros de um solo. A importncia de se conhecer o tamanho das partculas evidente quando se trata de operaes de produo e processamento que envolvem sistemas de materiais particulados. Isso se d devido a influncia que essa caracterstica tem nas etapas de produo e na microestrutura do material, afetando a resistncia mecnica, densidade e propriedades trmicas e eltricas dos produtos finais. Sendo assim, a determinao do tamanho de partculas uma etapa crtica em muitos processos e, quando realizada incorretamente, pode gerar perdas econmicas decorrentes de produtos de baixa qualidade.[1]

No Brasil, a ABNT NBR 6502/195 classifica os solos de acordo com sua granulometria. Cada tcnica de granulometria tem suas limitaes e faixas limites de medidas. Dessa forma, a escolha da metodologia adequada depende do material a ser analisado. METODOLOGIAS DISPONVEIS 1) Peneiramento

Este processo se d com a utilizao de peneiras granulomtricas. Estas peneiras possuem tamanhos de aberturas diferentes, seguindo padres internacionais e suas medidas so fornecidas por polegadas ou milmetros. Com isso, amostras que possuam gros maiores, devem passar por peneiras com poucas aberturas para cada polegada. No caso de anlises em materiais finos, as peneiras utilizadas devem possuir mais aberturas. As peneiras so colocadas uma em cima da outra e dispostas na mesa vibratria. [2]

As mesas vibratrias provocam agitaes em movimentos verticais e horizontais. O tempo de durao deste processo, varia de acordo com o peso e a granulao da amostra. Esse equipamento potencializa a peneirao, promovendo a agitao para que o processo ocorra de forma mais rpida e eficiente. Possui capacidade para at 6 peneiras de 2 polegadas de altura, relgio marcador de tempo, desligamento automtico e vibraes automticas.

2) Sedimentao A sedimentao um processo de separao no qual a mistura de dois

lquidos ou de um slido suspenso num lquido deixada em repouso ou adicionada continuamente em uma unidade de sedimentao em contnuo. A fase mais densa, por ao da gravidade deposita-se no fundo do recipiente, ou seja, sedimenta. O ensaio de sedimentao um ensaio de caracterizao utilizado para determinar a granulometria de solos compostos de materiais finos, como as argilas.

Neste ensaio, a determinao da granulometria do solo baseada na Lei de Stokes. Essa lei relaciona o tamanho da partcula com a velocidade com que ela

sedimenta em um meio lquido. Dessa forma, quanto maior a partcula, mais rapidamente ela ir se depositar no fundo da proveta de ensaio.

3) Difrao a laser

A difrao a laser baseia-se no princpio da difrao da luz de que, quanto menor o tamanho da partcula, maior o ngulo de difrao de um feixe luminoso que atravessa as partculas.

Essa tcnica possui limitaes uma vez que no mede partculas individuais. Atravs da operao matemtica Transformada de Fourier inversa calcula-se uma estatstica de distribuio de tamanho da populao de partculas. Porm, na maioria das vezes os resultados obtidos so complexos e de pouca exatido. Os equipamentos comercialmente disponveis usam diferentes configuraes pticas e implementaes proprietrias de diferentes algortmos.

A difrao a laser de fcil operao, rapidez de anlise e ampla faixa de tamanhos, podendo operar com amostras secas ou dispersas em lquidos. Dentre as limitaes da tcnica, incluem-se as medidas indiretas e impreciso. Alm disso, a tcnica no opera em meios opacos ou espalhantes de luz e ao analisar partculas menores que 5m depende de caractersticas pticas das partculas e do meio. [3] 4) Microscopia

A microscopia uma tcnica frequentemente utilizada como mtodo padro, uma vez que a nica que realiza medida direta. possvel a realizao de medidas relativas ao tamanho e forma das partculas, fornecendo uma quantidade maior de informaes do que as outras tcnicas convencionais. Neste mtodo, as partculas so depositadas sobre uma lmina.

Quando partculas no esfricas so observadas por um microscpio, vrios mtodos podem ser utilizados para o seu dimensionamento, resultando em valores diferentes em termos de uma partcula esfrica equivalente.

Na formao da imagem podem ser usados microscpios ticos (por meio de luz refletida ou transmitida) ou eletrnicos (varredura ou transmisso).As imagens projetadas nos microscpios so bidimensionais e dependem da orientao das partculas. As partculas que possuem orientao estvel tendem a apresentar sua rea mxima, fazendo com que as medidas realizadas por microscopia tenham valores maiores do que aqueles apresentados por outros mtodos.

Para que o mtodo tenha validade e eficcia, o numero de partculas analisadas deve ser representativo estatisticamente. Alm disso, as anlises dependem da habilidade e experincia do operador e da correta calibrao do aumento do microscpio. Algumas limitaes da tcnica so a maior demanda de tempo quando comparada com outras metodologias convencionais, exigncia de uma preparao cuidadosa de amostra. As leituras so realizadas em duas dimenses, sendo a menor normalmente desprezada.

5) Sensoriamento de zona eltrica (Coulter Counter)

Este equipamento foi originalmente desenhado para efetuar a contagem de clulas do sangue segundo as suas dimenses. A anlise rpida e necessita de pequenas quantidades de material. O equipamento consiste num reservatrio em que se encontra o lquido com as partculas, no qual est parcialmente mergulhado

um pequeno tubo, com um pequeno orifcio de dimetro conhecido na sua parte inferior, criando um diferencial de presso entre o interior e o exterior do tubo. Um fluxo gerado, obrigando as partculas a passarem pelo orifcio. A existncia de eletrodos de platina mergulhados no lquido, no interior e no exterior do tubo, geram uma corrente eltrica que passa, com o fluido, pela abertura. Sempre que uma partcula passa pela abertura verifica-se uma perturbao da corrente eltrica.[4]

O mtodo tem sido utilizado na determinao da granulometria dos sedimentos. Como os orifcios dos tubos deste tipo de equipamento apenas conseguem determinar partculas cujo dimetro seja 2% a 40% do dimetro do orifcio, utilizam-se, para a granulometria, pelo menos dois orifcios cujas gamas de determinao de dimetros se sobreponham parcialmente. Os Coulter Counters determinam uma propriedade das partculas que se pode assumir estar relacionada com o volume das partculas. Porm, as relaes com o volume no so lineares. Ao converter os resultados provenientes destes equipamentos em dimetros (ou volumes), obtm-se uma distribuio que no diretamente comparvel com quaisquer outros resultados obtidos por outros mtodos. Consequentemente, metodologicamente errado misturar ou comparar dados obtidos com o Coulter Counter e com o mtodo clssico da pipetagem. No se deve tambm, estender a anlise granulomtrica para o domnio das areias, uma vez que a granulometria destas efetuada ou por peneirao ou por sedimentao. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS [1] PAPINI, C. Estudo comparativo de mtodos de determinao de tamanho de partcula. Disponvel em: . [2] SP LABOR - Granulometria. Disponvel em: . [3] INSTRUTEC. Disponvel em: . [4] Anlise Granulomtrica. Disponvel em: . [5] Dafratec. Disponvel em: .