Tabla de conversión granulométrica

El tamaño de las partículas es uno de los parámetros fundamentales en la ingeniería de procesos, la química y la ciencia de los materiales. Ya se trate de polvo cerámico, sustancias farmacéuticas, catalizadores o materiales para baterías, la interpretación y conversión adecuadas de los datos sobre tamaño de las partículas son cruciales. La relación entre las distintas unidades -micra, malla y milímetro- suele ser desconcertante, pero dominarla hace que los resultados de laboratorio y los estándares industriales sean armoniosos.

1. Conceptos básicos del tamaño de las partículas

El tamaño de las partículas y sus unidades de medida

Eltamaño de partícula es la característica cuantitativa de la longitud o el diámetro de partículas discretas. Dado que las partículas reales poseen pocas formas ideales, su "tamaño" suele ser un diámetro esférico equivalente, es decir, el diámetro de una esfera con el mismo volumen o comportamiento.

Las unidades más comunes son

- Micra (µm): La millonésima parte de un metro (10-⁶ m), para polvos finos.

- Milímetro (mm): La milésima parte de un metro (10-³ m), para material más grueso.

- Malla: Designación basada en el número de aberturas por pulgada de un tamiz (por ejemplo, 100 mallas = 100 aberturas por pulgada).

Cada sistema obedece a un motivo distinto: los micrones y los milímetros son medidas directas, y la malla es una norma de clasificación basada en el tamizado.

Cómo convertir entre micras, mallas y milímetros

La conexión entre estas unidades depende de la norma de malla y del grosor del alambre del tamiz, aunque generalmente se utiliza una relación aproximada:

Abertura (µm) ≈ 14900/Número de malla

Por ejemplo, un tamiz de 100 mallas tendrá aberturas de unas 150 µm, mientras que un tamiz de 325 mallas rondará las 44 µm. Por tanto, las tablas de conversión son cruciales para fomentar la precisión.

2. Guías y herramientas prácticas de conversión de tamaños

Tabla de conversión granulométrica

Lastablas de conversión son herramientas útiles para comparar sistemas de medición. Por ejemplo

Estas tablas tienen una amplia aplicación en las industrias pulvimetalúrgica, cerámica y de pigmentos.

Cómo leer y utilizar las tablas de conversión granulométrica

Para utilizar las tablas con eficacia

1. 1. Identifique la luz de malla deseada en la especificación.

2. Busque la abertura correspondiente en micras.

3.Utilícela para comparar con los datos de granulometría medidos o notificados.

Esto facilita una comunicación coherente entre laboratorios que utilizan métodos de medición diferentes.

Errores comunes y cómo evitarlos

Los errores más comunes son:

- Asumir una linealidad entre las escalas de mallas y micras.

- Olvidar las diferencias entre las normas en cuanto al grosor del alambre del tamiz.

- Confundir el "tamaño de malla" con el tamaño medio de las partículas, cuando se trata de la partícula más grande que puede pasar.

Para evitar errores, especifique siempre la norma (ASTM, ISO, Tyler) y el método de medición.

3. Aplicaciones industriales y científicas de la conversión granulométrica

Conversión granulométrica en pulvimetalurgia y cerámica

En la producción de metales y cerámicas, el tamaño de las partículas influye en la densidad de empaquetamiento, las propiedades de sinterización y la resistencia mecánica. Por ejemplo, el polvo de tungsteno de malla 325 (~44 µm) produce un producto sinterizado más denso y liso que el material de malla 100 (~150 µm).

Cómo afecta el tamaño de las partículas a la catálisis

La actividad delos catalizadores depende de su superficie. Las partículas más pequeñas (menos de 10 µm) tienen una mayor relación superficie-volumen, lo que mejora el rendimiento catalítico. Debe utilizarse una conversión adecuada para garantizar la coherencia entre la caracterización a escala de laboratorio (micras) y la clasificación de la materia prima industrial (malla).

Interpretación del tamaño de las partículas en la formulación farmacéutica

En la producción de productos farmacéuticos, la velocidad de disolución depende directamente del tamaño de las partículas. La reducción del tamaño del ingrediente activo de 250 µm a 50 µm (aproximadamente de 60 a 270 mallas) puede aumentar varias veces la velocidad de disolución, con la consiguiente mejora de la biodisponibilidad y el efecto terapéutico.

Control del tamaño de las partículas en materiales de baterías y semiconductores

Los materiales para electrodos, como el óxido de cobalto y litio o las nanopartículas de silicio, requieren unos rangos de tamaño rigurosamente controlados. Una diferencia de incluso 10 µm alterará el comportamiento del transporte de iones o la uniformidad de la película. Una conversión y clasificación precisas producen un rendimiento electroquímico estable.

De las nanopartículas a los polvos a granel

Al pasar de nanomateriales (<100 nm) a polvos a granel (>100 µm), los sistemas tradicionales basados en mallas no son aplicables. Los investigadores deben emplear técnicas ópticas o de dispersión e informar de los resultados en nanómetros o micras para su comprensión.

4. Técnicas analíticas del tamaño de las partículas

Uso de datos de difracción láser para convertir el tamaño de partícula

La difracción láser es el método más común para medir la distribución del tamaño de las partículas en micras. Consiste en medir los ángulos de dispersión de la luz para estimar diámetros esféricos equivalentes, que luego pueden aproximarse a tamaños "equivalentes a mallas" para la alineación del proceso.

Comparación de los resultados del análisis granulométrico y la dispersión dinámica de la luz

El análisis granulométrico mide el paso físico de las partículas a través de los tamices de malla, mientras que la dispersión dinámica de la luz (DLS) mide el tamaño hidrodinámico en las suspensiones. Los resultados difieren debido a la inclusión de capas ligadas a la superficie y a los supuestos de geometría esférica en la DLS. La validación cruzada de ambos métodos mejora la precisión.

Unir las técnicas de medición ópticas y basadas en mallas

Los nuevos productos requieren a menudo una caracterización tanto granulométrica como óptica. Las fracciones gruesas pueden separarse mediante malla, y las fracciones finas se cuantifican mediante difracción láser o análisis de imagen. La combinación de datos proporciona una PSD completa de todos los tamaños.

Conversión entre tamaños de partículas ponderados por volumen, número y superficie

Los distintos métodos de análisis proporcionan medias diferentes:

-Ponderados por número: Sensible a las partículas finas.

-Ponderado por el volumen (D[4,3]): Contribución global de la masa.

-Ponderada por la superficie (D[3,2]): Predominio de la superficie.

Las conversiones entre estos valores requieren la comprensión de la PSD completa, lo que vuelve a poner de relieve la necesidad de una medición precisa en lugar de una simple conversión aritmética.

Conclusión

Laconversión del tamaño de las partículas se sitúa entre las pruebas de laboratorio y las necesidades industriales. Comprender cómo convertir micras, mallas y milímetros garantiza que los materiales funcionarán según lo previsto en diversos procesos e industrias. La conversión granulométrica representa algo más que números; refleja la correlación entre la ciencia de los materiales, la tecnología de medición y la aplicación de ingeniería. Desde catalizadores de tamaño nanométrico hasta gránulos de diámetro milimétrico, la competencia en este tipo de conversiones es necesaria para un desarrollo de materiales coherente, reproducible y económico.