Conheça os diferentes métodos de análise de tensão interfacial e suas aplicações

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Aplicações de análises da Tensão Interfacial 

Como vimos no post anterior, a Tensão Interfacial tem importância em diversas aplicações nas atividades produtivas e a análise de seus parâmetros pode ser fundamental e otimizar bastante algumas etapas de produção, os testes de qualidade do produto, e agilizar o processo de pesquisa e desenvolvimento. 

Escolher o equipamento certo vai depender do tipo de aplicação. Vamos ver exemplos de situações em que se faz a análise da Tensão Interfacial e quais seriam os tipos de análises e equipamentos recomendados. 

Monitoramento da qualidade de óleo de transformadores – Tensiômetro de Força 

Uma das aplicações de análises de Tensão Interfacial é o monitoramento dessa propriedade nas substâncias. Às vezes se deseja que os líquidos não se misturem e é preciso monitorar se a tensão interfacial está sendo alterada com o tempo. Isso é especialmente importante no uso do óleo de transformador a partir da utilização da norma ASTM D971.

O óleo de transformador tem função isolante para isolamento entre seus componentes metálicos e resfriamento por condução térmica. O óleo tem baixa condutividade elétrica, diferente da água que, presente no ar com íons livres, possui uma condutividade que pode causar problemas de fuga de corrente e até curto circuitos. Como o óleo não se mistura naturalmente com a água, ele garante o isolamento.

Mesmo assim, a perda de qualidade do óleo é inevitável e é necessário monitorar sua capacidade de isolamento. Através do Tensiômetro de Força, como por exemplo o K20 ou K100 da Kruss, se mede a tensão interfacial do óleo pela força que a lamella gera em um sensor de medição de força com dimensões e material definidos, pelo método do anel de Du Nouy. Uma miscibilidade maior (Tensão Interfacial Menor) significa que o óleo perdeu suas propriedades isolantes através da oxidação e desgaste.

Análise de surfactante para recuperação de petróleo –  Tensiometria de Gota Giratória 

Uma outra aplicação da análise da Tensão Interfacial é para a identificação do melhor surfactante para uma determinada aplicação. Surfactantes são aditivos colocados em uma mistura para diminuir a Tensão Interfacial e facilitar a miscibilidade. 

Um dos usos avançados e inteligentes de surfactantes serve à recuperação do petróleo, EOR (Enhance Oil Recovery), e podem trazer um alto benefício econômico. 

Técnicas de  EOR permitem aproveitar maiores quantidades de petróleo no processo de extração, que normalmente seriam muito difícieis e custosas de obter. Dentre os tipos de processos de recuperação, a recuperação terciária serve para aumentar a mobilidade do óleo nas camadas subterrâneas onde está localizado. Uma das maneiras de se fazer isso é injetando surfactantes que diminuem a tensão interfacial do óleo, aumentando a capilaridade e fazendo com que ele se mova com maior facilidade no reservatório para que possa ser extraído. 

A identificação de um surfactante mais adequado permite que se diminua a tensão interfacial do petróleo e maiores quantidades sejam recuperadas. 

Quimicamente a qualidade do surfactante vai depender do número de capilaridade, que indica a facilidade de movimentação em ambientes permeáveis (no caso as rochas onde está o petróleo). Isso pode ser influenciado pela concentração do surfactante, o tempo de contato com o surfactante, a temperatura, o co-surfactante (etanol, butanol, etc.).  Para medir com muita sensibilidade os parâmetros que garantem a eficiência do surfactante em relação ao óleo, é recomendado utilizar uma técnica chamada Tensiometria de Gota Giratória, utilizando o Tensiômetro de Gota Giratória, o SDT da Kruss,  que mede a tensão interfacial da substância com a presença do surfactante em até 10E-6 dinas. Lembrando que quanto maior a eficiência de recuperação de petróleo, maiores as vantagens econômicas. 

Análise de surfactante para produtos de limpeza –  Tensiometria de Gota Giratória 

As análises de Tensão Interfacial, também são muito recomendadas para analisar a qualidade de um surfactante para produtos de limpeza.  A eficiência de produtos de limpeza pode ser medida de acordo com a capacidade desses produtos de diminuírem a tensão interfacial da “sujeira”. Os produtos de limpeza em geral também possuem uma série de surfactantes. Geralmente a substância que se pretende limpar é um óleo ou uma graxa, que não é removido com a utilização de água somente, pois esse óleo ou graxa não se misturam com a água. 

O produto de limpeza, possui surfactantes que emulsificam e encapsulam a graxa ou o óleo, e permite que esse emulsificado diminua a repulsão química com a água e seja arrastado por ela. Quanto menor a tensão interfacial do emulsificado maior a facilidade da limpeza e a eficiência do produto limpante. 

É possível determinar a eficiência do limpante de forma básica, com procedimentos comuns, mas seriam necessários diversos testes e um tempo considerável. O Tensiômetro de Gota Giratória (SDT) é novamente um equipamento indicado, por ser fácil e rápido nesse tipo de aplicação, podendo-se avaliar rapidamente o melhor limpante, que promove a menor tensão interfacial dentre os candidatos à análise. 

Análise de emulsificantes em cosméticos, indústria alimentícia, entre outros. –  Tensiometria de Gota Pendente 

Outra aplicação da análise da Tensão Interfacial serve para a análise de emulsificantes. Emulsificantes são surfactantes utilizados na indústria alimentícia e cosmética, que servem para dar corpo, formar bolhas e mesclar água com gorduras e óleos. 

Para analisar as qualidades do emulsificante utiliza-se a técnica de Tensiometria de Gota Pendente, e as diversas versões do Tensiômetro DSA – DSA 100, DSA 30, DSA 25 – entre outros, permitem uma análise dinâmica da tensão interfacial. Por essa técnica é possível verificar se o surfactante é necessário, e a qualidade da emulsificação, o tempo que demora a emulsificação de acordo com a concentração do emulsificante e a concentração necessária, sem que haja excesso ou desperdício.

Lembrando que além da análise da tensão interfacial na escolha de emulsificantes e surfactantes também devemos sempre levar em consideração: 

  • efeitos no meio ambiente 
  • risco de manuseio 
  • possibilidade de utilização em um diverso número de produtos ou aplicações 
  • facilidade de obtenção ou produção. 
  • custo econômico 

Quando trabalhamos com superfícies, misturas de substâncias e com surfactantes, muitas vezes precisamos analisar a Tensão Interfacial, e utilizar equipamentos de qualidade agilizam e otimizam o processo. 

A Krüss é uma empresa que trabalha com a ciência da superfície de substâncias, com o estudo das propriedades da superfície de sólidos e líquidos, e como se comportam em misturas. Ela fabrica dispositivos para analisar de maneira rápida e eficiente as propriedades da Tensão Interfacial. Para conhecer todos os produtos da Krüss oferecidos pela Láctea Científica, clique aqui.

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