{"id":7360,"date":"2024-08-05T11:03:41","date_gmt":"2024-08-05T14:03:41","guid":{"rendered":"https:\/\/spectrum-engenharia.com\/?p=7360"},"modified":"2024-08-05T11:06:00","modified_gmt":"2024-08-05T14:06:00","slug":"molhabilidade-de-superficies","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/spectrum-engenharia.com\/en\/molhabilidade-de-superficies\/","title":{"rendered":"Molhabilidade de superf\u00edcies"},"content":{"rendered":"
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M\u00c9TODO DE WASHBURN<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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O M\u00e9todo de Washburn \u00e9 uma abordagem experimental para avaliar a molhabilidade de materiais granulados e p\u00f3s. Permite entender como l\u00edquidos diversos interagem com part\u00edculas s\u00f3lidas em sistemas pulverizados e granulados. A aplicabilidade do M\u00e9todo \u00e9 muito ampla. \u00c9 utilizado para a avalia\u00e7\u00e3o da efici\u00eancia do molhamento de materiais particulados de interesse para as ind\u00fastrias farmac\u00eautica, qu\u00edmica e de processamento mineral, particularmente na separa\u00e7\u00e3o de fases pelo processo de Flota\u00e7\u00e3o. Compreender o molhamento de p\u00f3s e granulados \u00e9 crucial para prever o comportamento das part\u00edculas quando entram em contato com um l\u00edquido. Para muitas aplica\u00e7\u00f5es no processamento de cer\u00e2micas, argilas, formula\u00e7\u00f5es farmac\u00eauticas ou cosm\u00e9ticas e no processamento mineral compreender e quantificar a efici\u00eancia da molhabilidade \u00e9 essencial para a otimiza\u00e7\u00e3o dos processos envolvidos.<\/p>\n

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As abordagens de medi\u00e7\u00e3o direta de \u00e2ngulos de contato l\u00edquido-superf\u00edcie n\u00e3o podem ser usadas em materiais s\u00f3lidos pulverizados (p\u00f3s e granulados). Ficam evidentes as limita\u00e7\u00f5es experimentais e de representatividade estat\u00edstica caso se desejasse medir o \u00e2ngulo de contato seguindo a metodologia que \u00e9 utilizada quando a superf\u00edcie do s\u00f3lido \u00e9 suficientemente grande para acomodar uma gota individual do l\u00edquido molhante. (Figura 01).<\/p>\n

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Figura 01: Gota em contato com a superf\u00edcie de uma amostra de chapa met\u00e1lica. \u00c2ngulo de contato igual a 79 graus.<\/figcaption><\/figure>\n

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Essa limita\u00e7\u00e3o \u00e9 contornada recorrendo ao m\u00e9todo desenvolvido por Edward W. Washburn que recorre \u00e0 medi\u00e7\u00e3o da taxa de ascens\u00e3o do l\u00edquido de interesse em um tubo de di\u00e2metro reduzido contendo o material pulverizado.<\/p>\n

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O m\u00e9todo de Wasburn permite calcular o \u00e2ngulo de contato a partir da taxa de ascens\u00e3o do l\u00edquido no tubo usando a seguinte f\u00f3rmula:<\/p>\n

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cos \u03b8 = (Dh)\/(\u03b7L)<\/strong><\/p>\n

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onde:<\/p>\n

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\u03b8 \u00e9 o \u00e2ngulo de contato entre o l\u00edquido e as part\u00edculas de p\u00f3.<\/p>\n

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Dh \u00e9 a taxa de ascens\u00e3o do l\u00edquido no tubo, ou seja, a altura da coluna l\u00edquida que \u00e9 ascendida na unidade de tempo.<\/p>\n

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\u03b7 \u00e9 a viscosidade din\u00e2mica do l\u00edquido.<\/p>\n

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L \u00e9 a tens\u00e3o superficial do l\u00edquido.<\/p>\n

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Vale ressaltar que esta equa\u00e7\u00e3o n\u00e3o leva em considera\u00e7\u00e3o fatores como a geometria do capilar ou a varia\u00e7\u00e3o da taxa de ascens\u00e3o com o tempo. A varia\u00e7\u00e3o da taxa de ascens\u00e3o depende de in\u00fameros fatores e deve ser considerada em casos espec\u00edficos.<\/p>\n

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O procedimento experimental consiste em medir o tempo que o flu\u00eddo leva para ascender atrav\u00e9s de um tubo em que uma das suas extremidades est\u00e1 em contato com o l\u00edquido. A ascens\u00e3o do l\u00edquido no tubo ocorre devido \u00e0 capilaridade, que \u00e9 influenciada pelo \u00e2ngulo de contato entre o l\u00edquido, a superf\u00edcie do tubo e o molhamento das part\u00edculas do p\u00f3 inserido no tubo formando uma coluna cil\u00edndrica.<\/p>\n

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A equa\u00e7\u00e3o que relaciona o tempo de ascens\u00e3o (t) com o \u00e2ngulo de contato (\u03b8) \u00e9 conhecida como a equa\u00e7\u00e3o de Washburn:<\/p>\n

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h = (2\u03b3cos\u03b8t) \/(\u03c1gr)<\/strong><\/p>\n

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onde h \u00e9 a altura da ascens\u00e3o do l\u00edquido (medida em intervalos de tempo definidos), \u03b3 \u00e9 a tens\u00e3o superficial do l\u00edquido, \u03c1 \u00e9 a densidade do l\u00edquido, g \u00e9 a acelera\u00e7\u00e3o da gravidade e r \u00e9 o raio do tubo.<\/p>\n

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O avan\u00e7o da frente de molhamento com o tempo \u00e9 registrado em gr\u00e1fico t\u00edpico, tal como esquematizado na Figura 02.<\/p>\n

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Figura 02: Avan\u00e7o da frente de molhamento de uma coluna de material pulverizado (Y – mm) em fun\u00e7\u00e3o do tempo (X – s). Ensaios realizados com tr\u00eas l\u00edquidos distintos.<\/figcaption><\/figure>\n

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O v\u00eddeo aqui apresentado foi realizado, para fins demonstrativos, durante um experimento para determina\u00e7\u00e3o da taxa de ascens\u00e3o de um l\u00edquido em uma coluna de granulado heterog\u00eaneo em termos de granulometria e composi\u00e7\u00e3o mineral\u00f3gica. A montagem utilizada foi projetada e desenvolvida de acordo com o M\u00e9todo de Washburn (Figura 03).<\/p>\n

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Figura 03: Equipamento desenvolvido para estudos de molhabilidade de p\u00f3s e granulados de acordo com o M\u00e9todo de Washburn.<\/figcaption><\/figure>\n

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\u00c9 importante ressaltar que podem existir varia\u00e7\u00f5es na montagem e procedimentos espec\u00edficos dependendo do material estudado, do objetivo do experimento e dos recursos materiais dispon\u00edveis.<\/p>\n

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