Fuerzas de Van der Waals
Las fuerzas de van der Waals son débiles fuerzas físicas de atracción entre átomos, moléculas o partículas neutras. Surgen por dipolos eléctricos temporales o permanentes. Las fuerzas actúan a cortas distancias y disminuyen fuertemente con el aumento de la distancia.
Fuerza de adhesión de van der Waals entre dos partículas esféricas (enfoque de Hamaker):
F_vdW = (A_H * R) / (12 * D^2)
- F_vdW es la fuerza de van der Waals entre dos partículas (N)
- A_H es la constante de Hamaker del material (J)
- R es el radio efectivo de la partícula (m)
- D es la distancia entre las superficies de las partículas (m)
En la tecnología de polvos y de materiales a granel, las fuerzas de van der Waals son especialmente importantes en partículas finas y ultrafinas. A medida que disminuye el tamaño de partícula, ganan gran relevancia frente a la gravedad. Causan aglomeración, cohesión y adhesión de partículas muy finas a las superficies.
Energía potencial de van der Waals entre partículas:
U_vdW = - (A_H * R) / (12 * D)
- U_vdW es la energía potencial de van der Waals (J)
- A_H es la constante de Hamaker (J)
- R es el radio efectivo de la partícula (m)
- D es la distancia entre las superficies (m)
Las fuerzas de van der Waals también influyen en la fluidez, la tendencia al polvo, el comportamiento de mezclado y la segregación. Constituyen un mecanismo esencial en la aglomeración en seco, la perlación en seco y la separación de polvo en filtros.
En la ingeniería de procesos, las fuerzas de van der Waals se utilizan o se reducen de forma dirigida, por ejemplo mediante la modificación de superficies, la adición de humedad, la granulación o la introducción de energía mecánica.