Tamaño de particulas

1. ANALISIS DEL TAMAÑO DE ANALISIS DEL TAMAÑO DE
PARTICULAPARTICULA
ROSENDO ARCHBOLD JOSEPHROSENDO ARCHBOLD JOSEPH

2. Tamaño de partículaTamaño de partícula
La USP categoriza cualquier tipo de polvo según su tamaño en:
nMuy grueso: Cuando se obtienen partículas mayores a 1000
µM.
nGrueso: Cuando se obtienen partículas entre 355 – 1000
µM.
nModeradamente fino: Cuando se obtienen partículas entre
180 – 355 µM.
nFino: Cuando se obtienen partículas entre 125 – 180 µM.
nMuy fino: Cuando se obtienen partículas entre 90 – 125
µM.

3. Partícula sólidaPartícula sólida
““Cuando se aplica una presión sobre una partícula solida, Cuando se aplica una presión sobre una partícula solida,
ésta experimentará una deformación; es decir, un ésta experimentará una deformación; es decir, un
cambio en alguna de sus dimensiones con respecto a los cambio en alguna de sus dimensiones con respecto a los
valores originales”valores originales”. Para caracterizar esta
deformación es necesario distinguir los materiales
elásticos de los plásticos.

4. COMPORTAMIENTO DE LAS COMPORTAMIENTO DE LAS
PARTICULASPARTICULAS
Material elástico: Al aplicarle una presión este
se desforma sin fracturarse. una vez retirada
la fuerza de aplicación, el material recobra su
forma original. Si la presión aplicada es
mucho mayor a las fuerzas de atracción
intermoleculares y si se disminuye la
temperatura este sólido, éste se fracturará
irreversiblemente ya que así se disminuye la
flexibilidad de los enlaces de la cadena
adquiriendo un comportamiento frágil.

5. En el caso de materiales elásticosEn el caso de materiales elásticos, la deformación cesa cuando deja de , la deformación cesa cuando deja de
aplicarse la fuerza que la produjo y la partícula recupera sus aplicarse la fuerza que la produjo y la partícula recupera sus
dimensiones iníciales, para este tipo de material existe una relación dimensiones iníciales, para este tipo de material existe una relación
lineal entre la intensidad de la presión aplicada y la magnitud de la lineal entre la intensidad de la presión aplicada y la magnitud de la
deformación tal como lo establece la ley de deformación tal como lo establece la ley de HookeHooke(figura No1), la (figura No1), la
pendiente del trazado rectilíneo presión – deformación se conoce pendiente del trazado rectilíneo presión – deformación se conoce
como módulo de como módulo de Young. Young. Este parámetro constituye, por lo tanto, Este parámetro constituye, por lo tanto,
una medida de la facilidad con que se deforma elásticamente un una medida de la facilidad con que se deforma elásticamente un
material. Para cada producto, existe un valor de presión por encima material. Para cada producto, existe un valor de presión por encima
del cual éste sufriría una deformación de magnitud no aceptable por del cual éste sufriría una deformación de magnitud no aceptable por
parte de sus estructuras, produciéndose entonces su fractura. La parte de sus estructuras, produciéndose entonces su fractura. La
fragmentación lleva apareada la liberación de las tensiones fragmentación lleva apareada la liberación de las tensiones
acumuladas en el material por la aplicación de la presión.acumuladas en el material por la aplicación de la presión.
DeformaciónDeformación
Presión Presión
Punto de fractura
Deformación eláDeformación elástica
Figura No 1 Relación presión- deformación para sólidos elásticos

6. COMPORTAMIENTO DE LAS COMPORTAMIENTO DE LAS
PARTICULASPARTICULAS
Material Plástico: Material Plástico: Al aplicar la presión se produce Al aplicar la presión se produce
un deslizamiento de un plano de las moléculas un deslizamiento de un plano de las moléculas
sobre otro causando dislocación y sobre otro causando dislocación y
reacomodación de los enlaces ocasionando al reacomodación de los enlaces ocasionando al
mismo tiempo grietas que finalmente conducen mismo tiempo grietas que finalmente conducen
a la fractura de las partículas. Para impedir la a la fractura de las partículas. Para impedir la
fatiga del equipo se debe aumentar la velocidad fatiga del equipo se debe aumentar la velocidad
de conminución con el fin de causar de conminución con el fin de causar
dislocaciones seguidas una tras de otra y dislocaciones seguidas una tras de otra y
finalmente la fractura de la partículafinalmente la fractura de la partícula

7. En el caso de materiales plásticos, el comportamiento
resulta algo más complejo. Para presiones de pequeña
intensidad, se observan deformaciones típicamente
elásticas (figura No2), si se supera el limite elástico del
material, la deformación pasa a ser permanente
(plástica). Además, para presiones de intensidad
superior a las correspondiente al límite elástico, la
relación presión-deformación deja de ser lineal. Al
igual que en los materiales elásticos, la aplicación de
presiones de intensidad superior a la del punto de
fractura provocará la fragmentación de la partícula.
Límite
elástico
Deformación elástica
Deformación
Presión
Deformación plástica
Punto de fractura
Figura No 2 Relación presión- deformación para sólidos
plásticos

8. COMPORTAMIENTO DE LAS COMPORTAMIENTO DE LAS
PARTICULASPARTICULAS
Material Frágil:Material Frágil: Al aplicar una presión al material Al aplicar una presión al material
éste sufrirá una fractura inmediata ya que en éste sufrirá una fractura inmediata ya que en
éstos materiales existe poca fuerza de atracción éstos materiales existe poca fuerza de atracción
entre los enlaces intermoleculares. Es usual que entre los enlaces intermoleculares. Es usual que
una partícula pequeña con muchas una partícula pequeña con muchas
imperfecciones sea más resistente a la fractura imperfecciones sea más resistente a la fractura
que una gran partícula. Aquí el rompimiento es que una gran partícula. Aquí el rompimiento es
un proceso que es independiente de la un proceso que es independiente de la
temperaturatemperatura. .

9. Medida del tamaño de partículaMedida del tamaño de partícula
Para determinar el tamaño y la distribución de frecuencia Para determinar el tamaño y la distribución de frecuencia
de las partículas se dispone en primera medida de:de las partículas se dispone en primera medida de:
nMétodos directos,Métodos directos, en los cuales se separan las
partículas visualizadas en fracciones por tamaño o por
peso referente a una escala.
nMétodos indirectosMétodos indirectos, la medida del tamaño se basa en
la medición de una propiedad física (ejem. volumen
equivalente, volumen de sedimentación, masa,
densidad, viscosidad, adsorción, etc) relacionada con
el tamaño de las partículas. Entre los métodos directos
están el método de retención por tamices y el
microscópico.

10. METODO DE RETENCION POR TAMIZMETODO DE RETENCION POR TAMIZ
Es uno de los métodos más sencillos para medir el tamaño y distribución
de partículas. Consiste en hacer pasar 100g (si el diámetro promedio de
partícula esta entre 500-1000µM) del material a través de una serie de
tamices circulares de cerca de 20 cm. de diámetro y 7 cm de altura (7);
cada uno de diferente tamaño de poro organizado desde el más grande
hasta el más pequeño de manera que uno encaje en el otro
herméticamente para minimizar la pérdida de polvo. Se debe tener en
cuenta que los tamices deben quedar alineados en el mismo plano vertical.
Los tamices se someten a vibración constante durante 10 minutos de
manera que el material pase por todos los tamices y que al final de la
prueba el material quede disperso en diversas fracciones entre los tamices
y que no más del 5% del material quede retenido en el más grueso y no
más del 5% pase por el más pequeño. En general los rangos de tamaños
de los tamices utilizados oscilan entre No. 20 hasta 150. Sin embargo para
la prueba se pueden utilizar tamices que se pasen de este rango siempre y
cuando la progresión de incremento de tamaños sea proporcional.

11. Método del tamizMétodo del tamiz

12. Método del tamizMétodo del tamiz

13. Por experiencia de laboratorio algunas de las formas Por experiencia de laboratorio algunas de las formas
apropiadas de colocar los tamices según su número de apropiadas de colocar los tamices según su número de
malla es la siguiente:malla es la siguiente:
1.1.2020 30304040 5050 6060 7070 8080
2.2.2020 40406060 8080 100100 120120
3.3.2020 60608080 100100140140

14. Método del tamizMétodo del tamiz
Desventajas:Desventajas:
nSu gran desventaja es encontrar proveedores que
garanticen un tamaño uniforme de poro en todo el
tamiz, al igual que el posible taponamiento que se
puede presentar cuando las muestras tienen
humedades superiores al 5%.
nOtras desventajas son el excesivo ruido y desgaste
que se genera en la ejecución de las pruebas. Los
modelos electromagnéticos evitan la acumulación de
finos en los orificios.

15. Método del tamizMétodo del tamiz
Los orificios de los tamices pueden ser ovalados,
redondos y rectangulares. Los entramados pueden ser
planos, cruzados y en forma trenzada. El número de
tamiz se refiere al número de orificios por pulgada
lineal que estos posean y éstos se relacionan con los
sistemas americanos (ASTM E11) y británicos (BS410)
de clasificación basados en la progresión de raíz cuarta
de dos. Por ejemplo un tamiz No. 200 indica que tiene
200 orificios/pulgada y es equivalente a un tamaño de
poro de 75 µM según el sistema británico y americano.
Estas clasificaciones también son compatibles con la
escala internacional ISO No. 3310/1, 25913 .

16. Esquema hipotético de un tamiz de mallaEsquema hipotético de un tamiz de malla
No. 4No. 4

17. Método MicroscópicoMétodo Microscópico
Este método se basa en la medición de las partículas
independiente de su forma contra un patrón de referencia
para el tamaño. Para esto se toma alrededor de 0.2g de
muestra y se observa al microscopio de transmisión
electrones, de barrido electrónico o de luz, en un campo
cuadriculado con ayuda de un micrómetro. El tamaño de
partícula detectado dependerá de la resolución del
microscopio, llegando a ser del orden de 0.001 a 0.05 µM si
se utiliza un microscopio de transmisión de electrones.
Para fines prácticos basta con un microscopio con
objetivos de 40 a 100X donde se puedan hacer conteos de
tamaños de partículas desde 0.5 – 1000 µM. Esta técnica
requiere experiencia del analista en la preparación y
conteo de partículas.

18. VentajaVentaja
La ventaja del método es que es muy
exacto porque no solo da información
respecto al tamaño, sino que deduce la
forma y el grosor predominante ya
que permite fotografiar y hacer
grandes barridos del material en tres
dimensiones.

19. DIMENSIONESDIMENSIONES
Cuando se determina el tamaño de un
sólido relativamente grande, lo
habitual es medir tres dimensiones,
pero si este mismo sólido se rompe y
sus fragmentos se trituran, las finas
partículas resultantes serán
irregulares, con distinto numero de
caras y resulta difícil o poco
practico determinar más de una
sola dimensión.
Por ello, suele considerarse que una
partícula de un sólido es
aproximadamente esférica, lo que
permite caracterizarla midiendo
solo su diámetro.

20. Diámetro EquivalenteDiámetro Equivalente
Como en este caso la medición se refiere a una esfera
hipotética que solo representa una aproximación a
la forma verdadera de la partícula, la dimensión
considerada se conoce como “diàmetro
equivalente” de la particula

21. Diámetro EquivalenteDiámetro Equivalente
Como es posible generar más de una esfera que sea
equivalente a una forma concreta de una partícula
irregular, en la diapositiva siguiente se muestra la
proyección bidimensional de una partícula con dos
diámetros diferentes construidos a su alrededor:
2.El diámetro del perímetro proyectado tiene su base
en un circulo del mismo perímetro que el de la
partícula.
3.El diámetro del área proyectada tiene su base en un
circulo de área equivalente al de la imagen
proyectada de una partícula sólida.

22. Diámetro EquivalenteDiámetro Equivalente
Diámetro del perímetro proyectado
(d
p
)
Diámetro del área proyectado
(d
a
)

23. A menos que las partículas sean asimétricas en sus tres A menos que las partículas sean asimétricas en sus tres
dimensiones, estas dos dimensiones serán independientes de la dimensiones, estas dos dimensiones serán independientes de la
orientación de la partícula, lo que no es cierto para los orientación de la partícula, lo que no es cierto para los
diámetros de Ferret y Martín, cuyos valores dependen tanto diámetros de Ferret y Martín, cuyos valores dependen tanto
de la orientación como de la forma de las partículasde la orientación como de la forma de las partículas
Estos diámetros son estadísticos y se calculan promediando
muchas orientaciones distintas para obtener un valor medio
de cada diámetro concreto