Fluidez
La fluidez no es una propiedad constante del material, sino que surge de la interacción entre el polvo, el aditivo y el proceso de mezcla. Especialmente en el caso de polvos de baja fluidez, el tipo de mezcla determina si cantidades mínimas de un agente fluidificante pueden surtir efecto. El requisito previo es un proceso de mezcla que sea eficiente, breve y, al mismo tiempo, cuidadoso. Solo así los aditivos se distribuyen de forma selectiva en los puntos de contacto de las partículas, sin provocar una compactación innecesaria, una segregación o la formación de aglomerados.
Para evaluar la fluidez se utilizan diferentes parámetros. Un parámetro sencillo y práctico es el ángulo de talud (también denominado ángulo de vertido). Describe el ángulo de inclinación de un cono de polvo vertido libremente y se calcula a partir de la geometría:
tan(α) = H/R
- • α es el ángulo de talud
- • H es la altura del cono de vertido
- • R es el radio de la base
Los ángulos de talud pequeños indican una buena fluidez, mientras que los grandes ángulos indican un comportamiento cohesivo o de baja fluidez. El ángulo de talud reacciona de forma sensible al uso de aditivos fluidificantes, aunque solo es reproducible si estos se distribuyen de manera homogénea. Es precisamente aquí donde se pone de manifiesto la importancia de un concepto de mezcla adecuado.
Para obtener una descripción cuantitativa fiable, se suelen utilizar los ensayos de deslizamiento de Andrew Jenike. Estos proporcionan la denominada función de flujo FF, que describe la relación entre la resistencia a la compresión uniaxial σc y la tensión normal principal σ1:
FF = σ1/σc
A partir de estos valores característicos se pueden clasificar los polvos y determinar los índices de fluidez para los silos, por ejemplo, para el diseño de aberturas de salida, inclinaciones de las paredes y dispositivos de descarga. Cuanto mayor es la función de fluidez, mejor es la fluidez del material. Los polvos con FF < 4 se consideran, por ejemplo, de baja fluidez, mientras que los materiales con FF > 10 son de fluidez libre.
La relación fundamental sigue siendo la misma: los agentes fluidificantes no actúan por su cantidad, sino por su distribución. Un proceso de mezcla eficiente y cuidadoso puede mejorar de forma específica la fluidez, reducir los ángulos de talud y modificar las funciones de fluidez, estabilizando así toda la cadena de procesos, desde el transporte hasta el almacenamiento y la dosificación.