Análisis del tamaño de las partículas en muestras fluidas y secas

El análisis granulométrico visualiza y mide la distribución granulométrica, donde cada una de las partículas tiene una forma y un volumen específicos, con tamaños y formas determinados que son óptimos para un proceso concreto. Por lo tanto, este tipo de análisis es un procedimiento estándar en muchos laboratorios de investigación y de control de calidad para garantizar la más alta calidad del producto final.

Los métodos más habituales utilizados hoy en día para determinar el tamaño de las partículas son el análisis dinámico de imágenes (DIA), el análisis estático de imágenes, la dispersión estática de luz láser (SLS, también denominada difracción láser) y el tamizado.

Para satisfacer los requisitos del sector, el análisis granulométrico ha evolucionado rápidamente en los últimos años –desde la molienda y el tamizado hasta otras técnicas de procesamiento de materiales– para agilizar el proceso de caracterización de partículas, al tiempo que garantiza una total precisión en todo momento. A día de hoy, laboratorios y empresas de todo el mundo aplican de manera habitual tres métodos diferentes para medir el tamaño de las partículas.

Microtrac fabrica y suministra instrumentos asequibles y de alta calidad para cualquiera de los cinco procesos utilizados con frecuencia: análisis dinámico y estático de imágenes, difracción láser, DLS y tamizado (a través de nuestra filial Retsch).

Análisis granulométrico con dispersión estática de luz láser/difracción láser

La dispersión estática de luz láser (SLS) se conoce más comúnmente como difracción láser (LD), y también se la denomina con el término difractometría láser, difracción de Fraunhofer o dispersión de Mie.

Durante la interacción de la luz láser con las partículas, la difracción, la refracción, la reflexión y la absorción dan como resultado unos patrones de dispersión de luz propios del tamaño de la partícula. Por lo tanto, se trata de un método indirecto que calcula las distribuciones granulométricas  en base a patrones superpuestos de dispersión de luz generados por un conjunto completo de partículas, en el que han de conocerse las características ópticas del material (índice de refracción) en las partículas pequeñas para obtener unos resultados fiables.

El uso de la difracción láser (LD) para medir el tamaño de las partículas se ha adoptado rápidamente en el control de calidad, tanto en entornos de investigación como industriales, gracias a la fácil operatividad y versatilidad de la técnica. Ahora es el estándar de referencia para muchos profesionales que tienen la obligación de realizar un análisis granulométrico.

Al contar con un rayo láser que ilumina una muestra bastante dispersa, la distribución del tamaño se calcula a partir del patrón de dispersión de luz resultante. Se supone que todas las partículas son esféricas, por lo que no es posible determinar los parámetros de forma de las partículas.

Un potente software y una detección de señales de luz extremadamente precisa otorgan una ventaja competitiva a las empresas de procesamiento de materiales en sectores como el químico, el alimentario, el farmacéutico o el de fertilizantes, que dependen de la difracción láser. Han podido aumentar drásticamente la velocidad de producción, ya que la resolución relativamente limitada hasta la fecha no ha demostrado ser un problema importante para ellos.

Análisis por tamizado

El tamizado (denominado a veces ensayo de gradación) quizás sea la forma más sencilla de evaluar la distribución granulométrica. El tamizado es útil en el caso de partículas con un tamaño que oscila entre varios micrones a decenas de milímetros, independientemente de que el material sea orgánico o inorgánico.

Los tamices de ensayo como los que fabrica Retsch (una filial de Verder Scientific) ofrecen un método mecánico, simple y rentable de distribuir los gránulos por clases de tamaño de partículas, preparándolos para un análisis posterior, porque cada tamiz en batería tiene un tamaño de malla progresivamente más pequeño. Los tamices de ensayo se colocan en un agitador de tamices que puede ser vibratorio, con desplazamiento por lanzamiento y dinámica angular aplicando un movimiento circular en horizontal (a veces con golpeteo), o puede ser con dispersión mediante un chorro de aire.

Para muchas empresas, el uso de tamices es la puerta de entrada al mundo del análisis granulométrico y la caracterización de partículas. Es rentable, especialmente para los que no necesitan caracterizar materiales de manera regular o cuando el presupuesto es muy limitado y el tiempo empleado no supone un problema.