Pó - Powder

Pó de ferro

Um pó é um sólido a granel seco composto de muitas partículas muito finas que podem fluir livremente quando sacudidas ou inclinadas. Os pós são uma subclasse especial de materiais granulares , embora os termos pó e granular sejam às vezes usados ​​para distinguir classes separadas de materiais. Em particular, os pós referem-se aos materiais granulares que têm os tamanhos de grão mais finos e que, portanto, têm uma tendência maior de formar aglomerados ao escoar. Granulars refere-se aos materiais granulares mais grossos que não tendem a formar aglomerados, exceto quando molhados.

Tipos

Muitos produtos manufaturados vêm na forma de pó, como farinha , açúcar , café moído , leite em pó , toner para copiadora , pólvora , pós cosméticos e alguns produtos farmacêuticos . Na natureza, poeira , areia fina e neve , cinzas vulcânicas e a camada superior do rególito lunar também são exemplos.

Devido à sua importância para a indústria, medicina e ciências da terra, os pós foram estudados detalhadamente por engenheiros químicos , engenheiros mecânicos , químicos , físicos , geólogos e pesquisadores em outras disciplinas.

Propriedades mecânicas

Normalmente, um pó pode ser compactado ou solto em uma faixa muito maior de densidades aparentes do que um material granular mais grosso. Quando depositado por aspersão, um pó pode ser muito leve e fofo. Quando vibrado ou comprimido, pode se tornar muito denso e até mesmo perder sua capacidade de fluir. A densidade aparente da areia grossa, por outro lado, não varia em uma faixa apreciável.

O comportamento de aglutinação de um pó surge devido à força molecular de Van der Waals que faz com que os grãos individuais se agarrem uns aos outros. Essa força está presente não apenas em pós, mas também em areia e cascalho. No entanto, em tais materiais granulares grosseiros, o peso e a inércia dos grãos individuais são muito maiores do que as forças de Van der Waals muito fracas e, portanto, a pequena aderência entre os grãos não tem um efeito dominante no comportamento do material a granel. Somente quando os grãos são muito pequenos e leves é que a força de Van der Waals se torna predominante, fazendo com que o material se aglomere como um pó. O tamanho cruzado entre as condições de fluxo e as condições de aderência pode ser determinado por experimentação simples.

Muitos outros comportamentos do pó são comuns a todos os materiais granulares. Estes incluem segregação, estratificação, bloqueio e desbloqueio, fragilidade , perda de energia cinética , cisalhamento por fricção , compactação e dilatância de Reynolds .

Transporte de pó

Os pós são transportados na atmosfera de forma diferente de um material granular grosso. Por um lado, as partículas minúsculas têm pouca inércia em comparação com a força de arrasto do gás que as cerca e, portanto, tendem a seguir o fluxo em vez de viajar em linha reta. Por esse motivo, os pós podem ser um perigo de inalação. Partículas maiores não conseguem atravessar as defesas do corpo no nariz e nos seios da face, mas atingem e grudam nas membranas mucosas. O corpo então move o muco para fora do corpo para expelir as partículas. As partículas menores, por outro lado, podem viajar até os pulmões, de onde não podem ser expelidas. Doenças graves e às vezes fatais como a silicose são o resultado do trabalho com certos pós sem proteção respiratória adequada.

Além disso, se as partículas de pó forem suficientemente pequenas, podem ficar suspensas na atmosfera por muito tempo. O movimento aleatório das moléculas de ar e a turbulência fornecem forças para cima que podem neutralizar a força da gravidade para baixo. Os granulares grossos, por outro lado, são tão pesados ​​que caem imediatamente de volta ao solo. Uma vez perturbada, a poeira pode formar enormes tempestades de poeira que cruzam continentes e oceanos antes de voltar à superfície. Isso explica por que há relativamente pouca poeira perigosa no ambiente natural. Uma vez no alto, é muito provável que a poeira permaneça no alto até encontrar água na forma de chuva ou corpo d'água. Em seguida, ele adere e é lavado rio abaixo para se assentar como depósitos de lama em um lago ou mar tranquilo. Quando mudanças geológicas posteriormente expõem novamente esses depósitos à atmosfera, eles podem já ter se consolidado para se tornarem lamitos , um tipo de rocha. Para efeito de comparação, a Lua não tem vento nem água e, portanto, seu regolito contém poeira, mas nenhuma pedra de lama.

As forças coesivas entre as partículas tendem a resistir ao seu surgimento no ar, e o movimento do vento pela superfície tem menos probabilidade de perturbar uma partícula de poeira baixa do que um grão de areia maior que se projeta mais alto no vento. A agitação mecânica, como o tráfego de veículos, cavar ou passar rebanhos de animais, é mais eficaz do que um vento constante para agitar a pólvora.

As propriedades aerodinâmicas dos pós são freqüentemente usadas para transportá-los em aplicações industriais. O transporte pneumático é o transporte de pós ou grãos através de um tubo por sopro de gás. Um leito fluidizado de gás é um recipiente cheio de um pó ou substância granular que é inflada ao soprar o gás para cima através dele. Isso é usado para combustão em leito fluidizado , reagindo quimicamente o gás com o pó.

Alguns pós podem ser mais empoeirados do que outros. A tendência de um pó de gerar partículas no ar sob uma determinada entrada de energia é chamada de " poeira ". É uma propriedade importante do pó que é relevante para o processo de aerossolização do pó. Ele também tem indicações para a exposição humana a partículas aerossolizadas e riscos para a saúde associados (via contato com a pele ou inalação) nos locais de trabalho. Vários métodos de teste de poeira foram estabelecidos em laboratórios de pesquisa, a fim de prever o comportamento do pó durante a aerossolização. Esses métodos (configurações de laboratório) permitem a aplicação de uma ampla gama de entradas de energia em materiais em pó, que simulam diferentes cenários da vida real.

Perigos de fogo de pós

Muitos pós comuns feitos na indústria são combustíveis; particularmente metais ou materiais orgânicos como farinha . Uma vez que os pós têm uma área de superfície muito alta, eles podem entrar em combustão com força explosiva uma vez inflamados. Instalações como moinhos de farinha podem ser vulneráveis ​​a tais explosões sem esforços adequados de mitigação de poeira.

Alguns metais tornam-se especialmente perigosos na forma de pó, principalmente o titânio .

Comparação com outras substâncias

Uma pasta ou gel pode se tornar um pó após ter sido completamente seco, mas não é considerado um pó quando está úmido porque não flui livremente. Substâncias como a argila seca , embora sólidos secos a granel compostos de partículas muito finas, não são pós, a menos que sejam triturados porque têm muita coesão entre os grãos e, portanto, não fluem livremente como um pó. Um líquido flui de maneira diferente de um pó, porque um líquido não pode resistir a qualquer tensão de cisalhamento e, portanto, não pode residir em um ângulo inclinado sem fluir (ou seja, tem ângulo zero de repouso ) . Um pó, por outro lado, é um sólido, não um líquido, porque pode suportar tensões de cisalhamento e, portanto, pode exibir um ângulo de repouso.

Veja também

Referências

• Duran, J., Reisinger A., ​​Sands, Powders, and Grains: An Introduction to the Physics of Granular Materials. Novembro de 1999, Springer-Verlag New York, Inc., New York, ISBN  0-387-98656-1 .
• Rodhes, M (editor), Principles of powder technology, John Wiley & Sons, 1997 ISBN  0-471-92422-9
• Fayed, ME, Otten L. (editor), Handbook of Powder Science & Technology, segunda edição, Chapman & Hall, ISBN  0-412-99621-9
• Bagnold, RA , Physics of Blown Sand and Desert Dunes , First Springer edition, 1971, ISBN  0-412-10270-6 .
• Fundamentals of Particle Technology - livro grátis

links externos