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IQ-2008-I-51 “ESTUDIO DE LOS EFECTOS DE PROCESAMIENTO DE UNA SUSPENSIÓN CERÁMICA BENTONITA-ARENA-AGUA” GABRIEL DARÍO REINA PAREDES UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ D.C. 2007
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IQ-2008-I-51
“ESTUDIO DE LOS EFECTOS DE PROCESAMIENTO DE UNA
SUSPENSIÓN CERÁMICA BENTONITA-ARENA-AGUA”
GABRIEL DARÍO REINA PAREDES
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
BOGOTÁ D.C.
2007
IQ-2008-I-51
“ESTUDIO DE LOS EFECTOS DE PROCESAMIENTO DE UNA
SUSPENSIÓN CERÁMICA BENTONITA-ARENA-AGUA”
GABRIEL DARÍO REINA PAREDES
Proyecto de grado para optar por el título de Ingen iero Químico
Asesor
DR. OSCAR ÁLVAREZ
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
BOGOTÁ D.C.
2007
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i
CONTENIDO
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................. ii LISTA DE TABLAS ................................................................................................... iii AGRADECIMIENTOS ................................................................................................ iv RESUMEN ................................................................................................................... v INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... vi 1. Planteamiento del problema ................................................................................... 1 2. Objetivos ............................................................................................................... 2
2.1. Objetivo general .............................................................................................. 2 2.2. Objetivos específicos ...................................................................................... 2
3. Marco Teórico ....................................................................................................... 3 3.1. Suspensiones ................................................................................................... 3 3.2. Caracterización de suspensiones ...................................................................... 4 3.3. Espumas cerámicas ......................................................................................... 6
4. Materiales y métodos ............................................................................................. 8 4.1. Equipos ........................................................................................................... 8 4.2. Experimentación pre-eliminar ....................................................................... 10 4.3. Experimentación ........................................................................................... 11
5. Resultados y análisis. ........................................................................................... 13 5.1. Efecto de la velocidad de molienda ............................................................... 13 5.2. Efecto del número de pasadas........................................................................ 21
Conclusiones ............................................................................................................... 29 Referencias ................................................................................................................. 30 Anexo 1 ...................................................................................................................... 33
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ii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Molino de Martillos Ika Werke (Fotografía tomada en el Laboratorio de procesos de La Universidad de los Andes) .......... .............................................. 9 Figura 2: Agitador Lightnin (Fotografía tomada en e l Laboratorio de procesos de La Universidad de los Andes) ...................... ....................................................... 9 Figura 3: Turbina de agitación (Fotografía tomada e n el Laboratorio de procesos de La Universidad de los Andes) .......... .............................................. 9 Figura 4: Viscosímetro Brookfield (Fotografía tomad a en el Laboratorio de procesos de La Universidad de los Andes) .......... ............................................ 10 Figura 5: Equipo de dispersión laser CILAS (Fotogra fía tomada de http://www.cilas.eu/cilas_1064_particle.htm) .................................................... 10 Figura 6: Suspensión 70/30 ........................ ...................................................... 13 Figura 7: Histéresis suspensión 70/30 a 3000 rpm. . ......................................... 14 Figura 8: Histéresis suspensión 70/30 a 6500 rpm .. ......................................... 15 Figura 9: Suspensión 50/50 ........................ ...................................................... 16 Figura 10: Histéresis suspensión 50/50 a 3000 rpm . ........................................ 17 Figura 11: Histéresis suspensión 50/50 a 6500 rpm . ........................................ 18 Figura 12: Suspensión 30/70 ....................... ..................................................... 19 Figura 13: Histéresis suspensión 30/70 a 3000 rpm . ........................................ 20 Figura 14: Histéresis suspensión 30/70 a 6500 rpm . ........................................ 20 Figura 15: Efecto del número de pasadas sobre una s uspensión 70/30 .......... 21 Figura 16: Efecto del número de pasadas de una susp ensión 70/30 a 3000 rpm. ......................................................................................................................... 22 Figura 17: Efecto del número de pasadas suspensión 70/30 a 6500 rpm ........ 23 Figura 18: Efecto del número de pasadas sobre la su spensión 50/50 ............. 24 Figura 19: Efecto del número de pasadas sobre la su spensión 50/50 molido a 3000 rpm .......................................................................................................... 24 Figura 20: Efecto del número de pasadas suspensión 50/50 a 6500 rpm ........ 25 Figura 21: Efecto del número de pasadas sobre la su spensión 30/70 ............. 26 Figura 22: Efecto sobre el numero de pasadas en una suspensión 30/70 a 3000 rpm ................................................................................................................... 27 Figura 23: Efecto del numero de pasadas sobre una s uspensión 30/70 a 6500 rpm ................................................................................................................... 28 Figura 24: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 3000 rpm .......................................................................................................... 33 Figura 25: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 3000 rpm y 5 pasadas por el molino ................ ................................................. 34 Figura 26: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 6500 rpm .......................................................................................................... 34 Figura 27: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 3000 rpm y 5 pasadas por el molino ................ ................................................. 35 Figura 28: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 30/70 a 3000 rpm .......................................................................................................... 35 Figura 29: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 6500 rpm .......................................................................................................... 36
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iii
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Porcentaje de sólidos ................................................................................ 11 Tabla 2: Relación de sólidos ................................................................................... 11 Tabla 3: Condiciones de molienda ......................................................................... 11
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iv
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios, su ayuda en los momentos difícile s, a todas las personas
que de diferentes maneras colaboraron para la reali zación de este proyecto. De
igual manera y en especial a Carolina, quien con su comprensión, cariño y
apoyo hizo posible que llegara tan lejos. A mis pad res por su apoyo paciencia y
una vida de dedicación. A mis hermanitas que son la alegría que me
acompaña. Y a todos mis familiares y compañeros.
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v
RESUMEN
En este trabajo se estudiaron los efectos de las co ndiciones de molienda en el
comportamiento reológico de una suspensión bentonit a-arena-agua. Las
condiciones evaluadas fueron la velocidad de molien da (molino de martillos) y
el número de pasadas por el molino, evaluando el e fecto producido por
diferentes formulaciones con distintas relaciones d e sólidos a diferentes
temperaturas. La caracterización reológica se reali zo en estado estacionario
midiendo la viscosidad, por medio de un viscosímetr o (Brookfield DV-E). Se
encontró que la condición crítica de formulación es la que presenta un mayor
porcentaje de arena, mostrando una mayor variación en el comportamiento
reológico a causa de las condiciones de molienda es tudiadas.
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vi
INTRODUCCIÓN
Las suspensiones son sistemas en los cuales están p resentes dos fases, una
fase sólida y una fase acuosa. Las suspensiones en general son importantes
en áreas como la construcción, las pinturas, medica mentos e inclusive en
alimentos (Macosko C, 1994). En el caso particular de las suspensiones
cerámicas sus aplicaciones son enfocadas a procesos industriales, como la
perforación de pozos petroleros, y la obtención de espumas cerámicas que
facilitan los procesos de reacción y separación (Si ngh BP, et al, 2006). La
mayoría de las aplicaciones de las suspensiones ce rámicas se deben en gran
parte a las características de fluidez, viscoelasti cidad y el comportamiento que
las suspensiones presentan a los cambios en las con diciones de
procesamiento. El comportamiento físico de las susp ensiones depende en gran
medida a la forma en la cual se realiza el procesam iento, los componentes y a
la formulación utilizada (Tarì G, et al. 1999). Los efectos que producen
aspectos como el tamaño de las partículas sólidas y cambios en la temperatura
del procesamiento de la suspensión, son de gran int erés analizar por medio del
comportamiento reológico de la suspensión obtenida. (Mewis J, 1980)(Macosko
C, 1994).
Con el fin de cambiar el tamaño de las partículas, el método usado
comúnmente es la molienda pues implica bajos costos y tiene una amplia
aplicabilidad en industrias como la cementera y car bonera. (Balachandran W,
et al, 2001).
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1. Planteamiento del problema
Las espumas cerámicas gracias a sus propiedades mec ánicas, físicas y
químicas han tenido una gran a cogida tanto a nivel industrial como comercial.
Puesto que son ampliamente usadas como soporte para catalizadores (Haugen
H, et al, 2004), aislantes térmicos (Montanaro L, e t al, 1998), filtros para gases
calientes (Montanaro L, et al, 1998) y aplicaciones biomédicas.(Haugen H, et
al, 2004)(Montanaro L, et al, 1998)
Es de vital importancia definir el comportamiento r eológico de la suspensión
base de la espuma cerámica, puesto que a partir de las propiedades reológicas
se pueden inferir las propiedades mecánicas de la espuma cerámica
(porosidad, densidad) (Montanaro L. et al, 1998). D ado que a partir de la
respuesta viscosa que presente la suspensión se pue de modificar las
características finales de la espuma cerámica. Al e stablecer completamente las
características de la dispersión se pueden definir las condiciones de
procesamiento para la producción de las espumas cer ámicas.
El comportamiento reológico de la suspensión cerámi ca depende del tamaño
de partícula, el cual es determinado por el proceso de molienda. Por ello, es de
interés analizar el efecto de la molienda partiendo del sólido en suspensión, en
diferentes condiciones de humedad, tipo de molino y velocidad de molienda.
El presente trabajo busca establecer una relación e ntre las variables de
proceso y la viscosidad de una suspensión cerámica (Bentonita-Arena-Agua).
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2. Objetivos
2.1. Objetivo general
Evaluar el efecto de la molienda en seco y húmedo, sobre el comportamiento de la
viscosidad para una suspensión Bentonita-Arena-Agua.
2.2. Objetivos específicos
• Realizar la molienda de la bentonita y la arena va riando las condiciones de
operación: la humedad de la mezcla, la velocidad y los tiempos de
molienda.
• Realizar las suspensiones para el sistema Bentonit a-Arena-Agua con los
diferentes tamaños de partícula obtenidos en el pro ceso de molienda.
• Obtener la curva de viscosidad para cada una de la s suspensiones
realizadas a diferentes temperaturas y analizar el efecto del tamaño de
partícula en el comportamiento reológico.
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3. Marco Teórico
3.1. Suspensiones
Puesto que las suspensiones son el tema principal d el presente trabajo, a
continuación se presenta de manera general, los us os de las suspensiones.
Se llama suspensión al conjunto de partículas sólid as distribuidas
aleatoriamente en un fluido. Dependiendo de cómo se a formado dicho conjunto
la suspensión recibe un nombre, de esta forma se ti ene que para un sólido
disperso en una fase liquida se llama suspensión, e n el caso en el cual gotas
de un liquido son dispersas en otro liquido se cono ce como emulsión, y cuando
la fase dispersa es un gas y el medio sigue siendo un liquido recibe el nombre
de espuma.
Todas estas diferentes categorías son de gran impor tancia en diferentes
campos y en la vida cotidiana, como por ejemplo las espumas de poliuretano
las cuales son ampliamente usadas por ejemplo en as ientos, colchones, en
algunos cojines. En el caso de las emulsiones la má s conocida es la
mayonesa, la cuales una emulsión de aceite en agua, en el caso de las
suspensiones se encuentra que son usadas como tinta s (Krishna PSR, 2006) al
igual que el concreto, las pinturas, medicamentos e inclusive comida (Macosko
C, 1994), en la estereofotolitográfia, el cual es u n proceso de moldeado rápido
para la cual se usa una suspensión polimérica con e l fin de obtener formas
complejas. (Hinczewski C, et al, 1998), esto último muestra que el amplio rango
de aplicación y uso de las suspensiones. La mayoría de estas aplicaciones se
deben en gran parte a las características de fluide z, viscoelasticidad y de
manera general el comportamiento que las suspension es muestran como
respuesta a distintas variaciones en su procesamien to.
El comportamiento físico de las suspensiones depend e en gran manera de la
forma en la cual se procesan las suspensiones (velo cidad de agitación,
Tamaño de las partículas, tiempo de agitación y tem peratura de proceso),
como al conjunto de componentes de la misma (la rel ación de los componentes
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sólidos, su afinidad con el medio liquido). Por end e en un sistema liquido-sólido
un cambio en la composición y el tamaño de las par tículas solidas, generan
cambios drásticos tanto de manera cualitativa como cuantitativa en el
comportamiento reológico de la suspensión. (Mewis J , 1980)(Macosko C, 1994)
Dado que la concentración de material solido afecta el comportamiento de la
suspensión, también afecta de manera singular la es tabilidad de la suspensión.
Razón por la cual al modificarse la concentración d e material solido, se afecta
la distribución de partículas dispersas en el siste ma. Lo cual se debe en gran
medida al proceso de producción de la suspensión d e manera que se ve
reflejado en el comportamiento. Como ya se mencionó , el tamaño de las
partículas son un punto clave en el comportamiento de la suspensión, razón
por la cual el procesamiento, en términos de molien da y a las condiciones que
esta se efectué, afectaran directamente el tamaño d e las partículas y por
consiguiente la manera en la cual se distribuyen la s partículas de material
solido en la fase liquida, lo cual permite que al o btener una distribución
óptimamente empacada se influencia la sinterabilida d, lo cual permite mejorar
ampliamente las propiedades físicas y químicas del producto final. (Singh BP,
et al, 2006)
3.2. Caracterización de suspensiones
Recientemente múltiples procesos se han desarrollad o para la elaboración de
productos a base de materiales cerámicos, por lo cu al es necesario realizar una
buena caracterización de la suspensión, las cuales son formadas por el
material cerámico en suspensión, con el fin de prov eer mejoras y facilitar el
procesamiento del producto final, o simplemente par a realizar comparaciones
entre distintos componentes de los materiales sólid os cerámicos empleados
observando el comportamiento por medio de los resul tados obtenidos de la
caracterización. (Singh BP, et al, 2006)
La caracterización de los sistemas es importante pu esto que a partir de esto se
puede establecer un punto de partida tanto para la optimización de los
procesos involucrados, el control de los mismos, lo cual resulta ser de gran
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importancia en campos como: las tintas, pinturas, papeles, adhesivos,
colorantes, cosméticos y formulaciones farmacéuticas entre otros. Puesto que
una de las principales variables a tener en cuenta para el desarrollo de
cualquier proceso que involucre una suspensión, es la medida en la cual se
encuentran los sólidos dispersos en la fase liquida por lo cual es necesario
conocer el grado de dispersión de los sólidos prese ntes en el sistema de
estudio. Aun cuando existen muchas técnicas para la determinación de
propiedades a distintas condiciones, se plantea el uso de técnicas sencillas y
de fácil implementación, las cuales proveen la info rmación necesaria para
conocer el comportamiento pertinente de la suspensi ón referente a la
estabilidad, y dar una idea general de las condicio nes de proceso que afectan
directamente el comportamiento. Lo cual permite opt imizar la máxima cantidad
de dispersante presente en la suspensión, el tamaño de las partículas y la
composición.
Una variable de gran interés es la viscoelasticidad puesto que esta propiedad
determina múltiples características de las suspensi ones, y el comportamiento
elástico, viscoelástico o viscoso de una suspensión es útil conocerlo en
sistemas que usen componentes orgánicos o bioorgáni cos, debido a que
dependiendo del tipo de comportamiento que presente la suspensión, así
mismo será el comportamiento junto con el component e orgánico ie, agarosa.
En donde las variables que ejercen cambios signific ativos en la viscoelasticidad
son la temperatura y la concentración de las partíc ulas dispersas. (Gregorová
E, et al, 2006), variables que también generan camb ios en sistemas
inorgánicos como en el presente estudio.
La viscosidad en función de la velocidad de cizalla provee información
significativa tanto sobre el tipo de sistema que sé este tratando como de las
características del mismo, la velocidad de cizalla está relacionada con las
características físicas del sólido en suspensión. P or medio de modelos
reológicos como el modelo de Krieger-Dougherty, es posible predecir el
comportamiento de la suspensión en estado estable. (Bergström L, 1998)
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Un elemento importante dentro del procesamiento de las suspensiones es el
uso de agentes de superficie activos, los cuales ha cen que la suspensión sea
estable generando una diferencia de cargas entre la s partículas dispersas y el
medio en el cual se encuentran suspendidas. Puesto que al considerarse las
fuerzas electrostáticas repulsivas que se encuentra n en la superficie de las
partículas se puede aumentar la estabilidad de la s uspensión. Por otra parte los
resultados obtenidos verifican la afirmación anteri or al mostrar que el
comportamiento de la suspensión en cuanto a la esta bilidad mejoraba a medida
que las cargas electrostáticas entre el sólido susp endido y el medio eran
mayores. (Singh BP, et al, 2002)
3.3. Espumas cerámicas
Finalmente se presenta las espumas cerámicas, las c uales son el producto final
para el cual es utilizado la suspensión, y de acuer do a las características del
proceso se facilitara o no el proceso de producción de las espumas cerámicas.
Las espumas cerámicas son materiales los cuales ti enen propiedades como
una baja densidad, baja masa y baja conductividad t érmica, pero a la vez una
gran permeabilidad, por lo cual se convierten en ma teriales de interés industrial
y comercial (Montanaro L. et al, 1998). Los materia les porosos son de gran
importancia en áreas como: los biomateriales (Hauge n H, et al, 2004), la
catálisis, la separación y materiales estructurales livianos. (Montanaro L. et al,
1998) De acuerdo a su uso y a las propiedades reque ridas cada uno de los
materiales existe una técnica adecuada para el proc esamiento la cual
determina el tamaño de los espacios libres dentro d el material seco.
Muchos de estos materiales, especialmente en las ár eas anteriormente
mencionadas son elaborados a partir de suspensiones cerámicas concentradas
las cuales al ser combinadas con suspensiones polim éricas, se pueden obtener
nuevos materiales porosos homogéneos. Lo que al fin al permite concluir que al
combinar las suspensiones poliméricas y las suspens iones cerámicas bajo un
proceso controlado se pueden obtener materiales por osos con un diámetro de
poro muy bien definido, por lo que se genera un aho rro de tiempo en la
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elaboración, se provee de mejoras en la resistencia mecánica del material y se
genera un gran numero de muestras de manera simple. (Sakka Y, et al, 2005)
Las espumas cerámicas o materiales porosos parten d e las suspensiones
cerámicas. Puesto que los materiales porosos tienen una gran versatilidad
sobre múltiples campos como se ha mencionado anteri ormente. Es pertinente
conocer otros aspectos fundamentales dentro de la e laboración de las
espumas cerámicas, como establecerla relación entre el cambio de la
viscosidad frente al comportamiento de la suspensió n cerámica durante el
procesamiento. La forma en la cual al establecer l as condiciones necesarias
de pH y temperatura de la espuma sea ajustado adecu adamente para el
procesamiento, al igual que la concentración de sól idos en la suspensión,
puesto que esto determina en muchos casos el tamaño mínimo de los poros.
(Peng HX, et al, 2000)
Dentro del campo de los cerámicos compuestos, hay d os puntos de gran
importancia a tratar que son: la confianza que se p uede tener sobre las
propiedades de las suspensiones y el costo de prod ucción de las mismas. Los
cuales están relacionados directa o indirectamente con defectos micro-
estructurales, provocados en la manufactura del mat erial, puesto que la
temperatura a la cual se someten las suspensiones e n el proceso de
gelificación, genera un gradiente el cual hace que se presenten diferencias en
el secado del cuerpo verde y finalmente presente un estrés debido a este
fenómeno. (Ma LG, et al, 2006)
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4. Materiales y métodos
Uno de los parámetros fundamentales para la producc ión de suspensiones
cerámicas es el tamaño de partícula, puesto que a p artir de este se modifican
las propiedades de la dispersión. Para variar el ta maño de las partículas se
hace necesario molerlas o triturarlas, para obtener una diferencia entre la
distribución de los diferentes tamaños de partícula s producidos en el proceso
de molienda.
Para el proceso de molienda se deberán cambiar las condiciones de operación
como el tiempo de molienda en este caso el numero d e veces que los
componentes sólidos (arena y bentonita) pasan por e l molino, cambiar las
velocidades de la molienda, de igual manera variar la formulación cambiando la
cantidad de sólidos que se agregan a la fase liquid a, también variar la relación
entre las cantidades de cada uno de los sólidos emp leados. Finalmente variar
la temperatura como condición de proceso de la susp ensión.
4.1. Equipos
Los equipos empleados durante el desarrollo del pro yecto, son equipos de
propiedad del departamento de Ingeniería Química y del departamento de
Ingeniería Ambiental, de la Universidad de los Ande s:
a. Molino de martillos (Ika Werke, modelo MF 10 bas ic): este sistema de
molienda permite variar la velocidad entre 3000 y 6 500 rpm, cuenta
con dos mallas las cuales son intercambiables con diámetros de 0.5
mm y 5 mm, las cuales y tienen la función tanto de tamizar como de
retener en el interior las partículas de mayor tama ño.
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Figura 1: Molino de Martillos Ika Werke (Fotografía tomada en el Laboratorio de procesos de La
Universidad de los Andes)
b. Agitador (Lightnin Labmaster): este mecanismo de agitación permite
variar la velocidad de agitación hasta (1800 rpm), la potencia (90 W).
Figura 2: Agitador Lightnin (Fotografía tomada en el Laboratorio de procesos de La Universidad
de los Andes)
c. Turbina de agitación (316): Es una turbina de tr es aspas con diámetro
5 cm.
Figura 3: Turbina de agitación (Fotografía tomada en el Laboratorio de procesos de La
Universidad de los Andes)
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d. Viscosímetro (Brookfield modelo DV-E): este visc osímetro permite
obtener medidas de viscosidad entre 2000000 cP a 1 cP y un rango de
velocidad de cizalla entre 0.3 y 100 rpm.
Figura 4: Viscosímetro Brookfield (Fotografía tomada en el Laboratorio de procesos de La
Universidad de los Andes)
e. Equipo de dispersión Laser (CILAS 6400310): Este equipo utiliza la
difracción de un rayo láser para medir el tamaño de las partículas, su
rango de medida está entre 0,3 a 400 µm. El equipo es propiedad del
departamento de Ingeniería Ambiental de la Universi dad de los Andes
Figura 5: Equipo de dispersión laser CILAS (Fotografía tomada de
http://www.cilas.eu/cilas_1064_particle.htm)
4.2. Experimentación pre-eliminar
En esta etapa del proyecto se determinaron las cond iciones límites a las cuales
era posible hacer mediciones en el viscosímetro, pa ra lo cual se tomo como
base la suspensión que contiene una relación de sól idos de 70 partes de arena
y 30 de bentonita. Y se vario la cantidad de sólido s presentes en la suspensión,
para ello se partió de lo propuesto en la literatur a del 2 al 24% en peso de
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sólidos (De Noni A, et al. 2002), de igual forma se analizo la posibilidad de
probar un porcentaje de sólidos igual al 50%, lo an terior se muestra en la Tabla
1
Tabla 1: Porcentaje de sólidos
Relación de sólidos Porcentaje de sólidos 1 2%
1,2,3 20% 1 50%
En esta etapa se encontró que al hacer la suspensió n con un porcentaje de
sólidos igual al 2% y 50%, el viscosímetro no podía medir la viscosidad. En el
caso cuando se realizo la medida de la viscosidad d e porcentaje en sólidos,
igual al 20%, el viscosímetro (Brookfield) es capaz de medir en todo el rango de
velocidades de cizalla (0.3 a 100 rpm de acuerdo a las características
suministradas por el fabricante). Este factor limit ante relacionado con el equipo
de medida hace que solo se evalúen suspensiones con un contenido de 20%
de material sólido.
4.3. Experimentación
En esta etapa se evaluó el efecto de las condicione s de proceso velocidad y
pasadas por el molino como se muestra en la Tabla 3 , a las distintas relaciones
de sólidos las cuales se muestran en la Tabla 2. Co n una cantidad de sólidos
igual al 20% acorde a lo encontrado en la etapa de pre-experimentación.
Tabla 2: Relación de sólidos
Relación de sólidos
Arena Bentonita
1 70 30 2 50 50 3 30 70
Tabla 3: Condiciones de molienda
Pasadas por el molino Velocidad del molino 1 3000 rpm
6500 rpm 5 3000 rpm
6500 rpm
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Finalmente dado que la temperatura es un factor que podría afectar el
comportamiento de la viscosidad en el momento de se r medida en la
suspensión por lo cual también se deberá encontrar el rango de temperaturas
sobre el cual se deberá procesar la suspensión, par a ello se deberá calentar la
suspensión y medirle la viscosidad a temperaturas i nferiores a la de ebullición
del agua y superiores a la temperatura ambiente.
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5. Resultados y análisis.
5.1. Efecto de la velocidad de molienda
En primer lugar se realizo la experimentación para la suspensión la cual
contenía un 20% de sólidos dispersos en agua. En do nde la relación de sólidos
es 70 partes de arena y 30 partes de bentonita. Se realizaron moliendas, a dos
velocidades del molino de martillos las cuales fuer on 3000 rpm y 6500 rpm.
Suspensión 70/30
0,1
1
10
100
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel cizalla (s^-1)
Vis
cosi
dad
(Pa.
s)
70/30 a 3000 70/30 a 6500
Figura 6: Suspensión 70/30
Después de realizar la medición de la viscosidad pa ra las suspensiones se
obtuvieron los resultados de la Figura 6 en la cual se observa claramente una
diferencia entre la viscosidad al aumentar la veloc idad de molienda de los
sólidos en suspensión. El cambio en el comportamien to de la viscosidad se
debe en gran medida a que al aumentar la velocidad del molino se obtiene un
polvo mas fino con lo cual al entrar en contacto co n el agua la viscosidad es
mayor. Sin embargo esto también se debe en gran par te a que la bentonita se
hincha al entrar en contacto con el agua, pero real mente el elemento que
afecta la viscosidad es la arena.
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70/30 a 3000 rpm
0,1
1
0,001 0,01 0,1 1 10Vel de cizalla (s^-1)
Esf
uerz
o (P
a)
70/30 a 3000 rpm
Figura 7: Histéresis suspensión 70/30 a 3000 rpm.
Se midió de igual forma el esfuerzo y se graficó co n lo cual se obtuvo la Figura
7. En esta figura se aprecia que no hay diferencia apreciable en el
comportamiento a medida que se incrementa la veloci dad de cizalla y cuando
se disminuye el mismo, puesto que las barras de des viación muestran que se
traslapan. Lo cual muestra que no hay una diferenci a apreciable entre las
barras de error, de igual manera la línea se cruza en varios puntos por esta
razón se afirma que no existe un comportamiento ni reopectico ni tixotrópico.
La ausencia de estos comportamientos y los resultad os obtenidos implican que
el tiempo no afecta el comportamiento de la suspens ión. (Moreno R. 2005)
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70/30 a 6500 rpm
0,1
1
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel de cizalla (s*-1)
Esf
uerz
o (P
a)
70-30 a 6500 rpm
Figura 8: Histéresis suspensión 70/30 a 6500 rpm
Al aumentar la velocidad de molienda se observa que se tiene el mismo
comportamiento que en la prueba a la velocidad de m olienda baja. Aunque se
presentan cambios significativos en la histéresis d e la suspensión, tiene el
mismo comportamiento en el cual se cruza la línea e n varios puntos. Así mismo
las barras de desviación indican que no hay mayor d iferencia entre los datos
obtenidos.
En la formulación de la suspensión 50/50 (arena/ben tonita), se uso un 20% en
peso de sólidos dispersos en 100 ml de agua. En don de los sólidos están
compuestos por 50% de arena y 50% de bentonita. Se procedió de la misma
forma que para la suspensión 70/30 se midió la visc osidad.
Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 9 , en la cual se aprecia el
comportamiento de la suspensión a dos velocidades d e molienda. En la figura
se observa que no hay un cambio significativo en la viscosidad al variar la
velocidad de molienda en el proceso. Por lo cual de ntro de las probables
causas este comportamiento se debe al comportamient o predominante en la
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16
suspensión esta determinado por la bentonita más qu e por la arena puesto que
la bentonita posee carga negativa (Moreno R. 2005) Y el agua una carga
positiva lo cual permite que exista una atracción e ntre la bentonita y el agua
con lo cual se forma un complejo el cual hace que s in importar la condición de
molienda el comportamiento de la suspensión sea el mismo.
Suspensión 50/50
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel cizalla (s*-1)
Vis
cosi
dad
(Pa.
s)
50/50 a 3000 50/50 a 6500
Figura 9: Suspensión 50/50
El cambio de formulación con respecto es un factor el cual puede provocar que
se presente un comportamiento reopectico o tixotróp ico. Al realizar la medida
de la viscosidad y obtener el esfuerzo se encuentra que presenta un
comportamiento reopectico puesto que se observa el comportamiento típico de
sustancias espesantes o que se encuentran en proces os de gelificación
(Moreno R. 2005). Para el caso específico de la sus pensión al observar en
detalle se encuentra además que la bentonita es usa da para ese fin de manera
industrial es usada como material de sellado de dep ósitos de residuos tóxicos,
también como ligante en la fabricación de alimentos para animales, y
especialmente en la industria farmacéutica en la el aboración de preparaciones
de uso tópico y oral, puesto que se usa como espesa nte, estabilizante, agente
modificador de la viscosidad entre otros (Moreno R. 2005).
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17
Se realizo la comprobación del fenómeno de histéres is para la suspensión a
diferentes condiciones de molienda. Se obtuvieron l os resultados para la
suspensión a 3000 rpm los cuales se presentan en la Figura 10, en esta grafica
se observa claramente un comportamiento reopectico, el cual es característico
de los procesos de gelificación. El fenómeno reopec tico tiene origen en la
formación de puentes de hidrogeno o uniones electro státicas. Lo cual genera
que al realizar la cizalla no se destruya las estru cturas, sino que se conformen
continuamente haciendo que al reducir la velocidad de cizalla se aumente el
esfuerzo.
La medida de la reopexia se determino hallando el á rea entre las curvas de ida
y regreso. Para encontrar el área, se encontró la d iferencia entre el área de las
curvas, se obtuvo como resultado que el área entre las curvas es 4,662 lo cual
es la medida de la reopexia, para la suspensión 50/ 50 a 3000 rpm como
condición de molienda.
50-50 a 3000 rpm
1
10
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel de cizalla (s^-1)
Esf
uerz
o(P
a)
50-50 a 3000 rpm
Figura 10: Histéresis suspensión 50/50 a 3000 rpm
En el caso en el cual a la misma formulación se inc rementa la velocidad de
molienda se encuentra que el comportamiento tixotró pico desaparece. Lo cual
se muestra en la Figura 11. En esta figura se obser va claramente que no existe
IQ-2008-I-51
18
ni un comportamiento reopectico ni tixotrópico. El hecho de que no se observe
ninguno de estos comportamientos se puede explicar por la disminución del
tamaño de partícula a altas velocidades de molienda , más que por las
interacciones que se puedan generar a nivel molecul ar.
50/50 a 6500 rpm
1
10
0,001 0,01 0,1 1 10Vel. Cizalla (s*-1)
Esf
uerz
o (P
a)
50/50 a 6500 rpm
Figura 11: Histéresis suspensión 50/50 a 6500 rpm
De acuerdo con la experimentación se realizaron las pruebas de viscosidad y
de histéresis, para esta suspensión bajo las mismas condiciones de molienda a
alta y baja velocidad. Los resultados obtenidos se presentan en la Figura 12.
En la grafica se observa que existe una diferencia al variar la velocidad de
molienda entre 3000 y 6500 rpm, a bajas velocidades de cizalla, sin embargo al
aumentar la velocidad de cizalla la diferencia tien de a desaparecer el
comportamiento, pues la viscosidad disminuye mas rá pidamente cuando se
emplea una velocidad de molienda baja a cuando se r ealiza la molienda a la
velocidad alta. Este comportamiento se explica por que al aumentar el
contenido de bentonita se incrementa la viscosidad en comparación con las de
más formulaciones. Sin embargo no se pudo medir en todo el rango del
viscosímetro porque al aumentar la velocidad de ciz alla para la suspensión a
3000 rpm excedía el rango del viscosímetro con la a guja 64, la cual permite
obtener viscosidades altas, de igual forma al aumen tar la velocidad de
molienda se debe disminuir el tamaño de partícula, lo cual también influye en el
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19
comportamiento de la suspensión cerámica, y hace po sible la medición en todo
el rango de medición del viscosímetro.
Suspensión 30/70
1
10
100
1000
10000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel de cizalla (s^-1)
Vis
cosi
dad
(Pa.
s)
30/70 a 3000 rpm 30/70 a 6500 rpm
Figura 12: Suspensión 30/70
La comprobación de histéresis se realizo de la mism a forma que paras las
demás formulaciones. En el caso especifico de la su spensión 30/70 no se
encontraron comportamientos reopectico, ni tixotrópico. Estos resultados se
pueden apreciar en la Figura 13 en la cual no se ob serva diferencia entre los
comportamientos cuando se incrementa la velocidad d e cizalla y cuando se
disminuye la velocidad de cizalla, lo cual en parte se debe a que el intervalo en
el cual se realizo la medida es pequeño, aunque la desviación de los puntos
muestra que el comportamiento es similar tanto de i da como de regreso.
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30/70 a 3000 rpm
1
10
0,001 0,01 0,1
Vel de cizalla (s^-1)
Esf
uerz
o (P
a)
30/70 a 3000 rpm
Figura 13: Histéresis suspensión 30/70 a 3000 rpm
De manera similar se observa que en los resultados obtenidos para la
suspensión en la cual se empleo una velocidad de mo lienda alta. Estos
resultados se muestran en la Figura 14.
30/70 a 6500 rpm
1
10
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. de cizalla (s^-1)
Esf
uerz
o (P
a)
30/70 a 6500 rpm
Figura 14: Histéresis suspensión 30/70 a 6500 rpm
En la Figura 14 se observa que el comportamiento de l esfuerzo aumenta a
medida que se incrementa la velocidad de cizalla y ocurre el comportamiento
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inverso cuando se disminuye el esfuerzo. Sin embarg o no presenta ni un
comportamiento reopectico, ni tixotrópico.
5.2. Efecto del número de pasadas
En segunda instancia, se observo el efecto del núme ro de pasadas sobre el
comportamiento reológico de la suspensión. Se deter mino de manera arbitraria
el numero de pasadas de los componentes sólidos (ar ena / bentonita), con el
fin de observar un cambio significativo, razón por la cual el numero de pasadas
se fijo en 5 veces. De igual manera que en el caso anterior se realizaron
suspensiones con un contenido de 20 % en peso de só lidos (arena / bentonita).
La primera suspensión sobre en la cual se observo e l efecto en el cambio de
pasadas es la suspensión 70/30 (arena / bentonita) a las diferentes velocidades
de molienda (3000 y 6500 rpm).
Suspensión 70/30 5 pasadas
0,01
0,1
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel cizalla (s^-1)
Vis
cosi
dad
(Pa.
s)
70/30 a 3000 rpm 70/30 a 6500 rpm
Figura 15: Efecto del número de pasadas sobre una s uspensión 70/30
Al observar la Figura 15 se aprecia que con el aume nto del número de pasadas
se incrementa la viscosidad. Lo cual es debido a la disminución del tamaño de
las partículas. En donde el tamaño de las partícula s es afectado por el
incremento en el número de pasadas durante el proce so de molienda. Lo
anterior es comprobado mediante el análisis de tama ño de partícula realizado
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en el equipo CILAS. Por medio de este análisis se o bserva que la
polidispersividad de las partículas se incrementa c on la velocidad. Estos
resultados se observan en el Anexo 1.
El efecto producido al observarse de manera discrim inada para cada una de las
velocidades de molienda se aprecia que al aumentar el número de pasadas por
el molino a la velocidad de 3000 rpm la viscosidad disminuye, este
comportamiento es generado por que con el increment o de las veces que los
sólidos son pasados por el molino estos son sometid os a una cantidad de
energía mayor y a un mezclado homogéneo de las part ículas lo cual genera un
cambio en la viscosidad del sistema. Este comportam iento se observa en la
Figura 16.
Efecto numero de pasadas suspension 70/30 a 3000 rp m
0,01
0,1
1
10
100
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. cizalla (s -1)
Vis
cosi
dad
(Pa·
s)
1 pasada 5 pasadas
Figura 16: Efecto del número de pasadas de una susp ensión 70/30 a 3000 rpm.
Sin embargo el efecto es inverso al incrementarse l a velocidad de molienda e
incrementar el numero de pasadas. Lo cual es un res ultado esperado, puesto
que el tamaño de las partículas se ve afectado drás ticamente por estos
factores, velocidad y numero de pasadas lo cual es comprobado de manera
similar por el análisis del tamaño de partícula, do nde se observa que la
polidispersividad disminuye al incrementarse la vel ocidad y el numero de
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pasadas (ver Anexo1). Este efecto se aprecia en la Figura 17. Pues claramente
la viscosidad de la suspensión es afectada directam ente por el tamaño de
partículas.
Efecto numero de pasadas suspensión 70/30 a 6500 rp m
0,1
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. cizalla (s-1)
Vis
cosi
dad
(Pa·
s)
1 pasada 5 pasadas
Figura 17: Efecto del número de pasadas suspensión 70/30 a 6500 rpm
El segundo caso es la suspensión 50/50 (arena / ben tonita) con un contenido
de sólidos dispersos igual al 20%. Para este caso s e observa que al
incrementar el número de pasadas se incrementa la v iscosidad, lo cual es un
resultado esperado. Y el tamaño de partícula afecta la viscosidad de la
suspensión. Sin embargo no pudo ser confirmado este resultado por medio del
análisis del tamaño de partícula. Estos resultados se observan en la Figura 18.
Cuando se observan los resultados de manera discrim inada por velocidad, se
observa que al realizar la molienda a la velocidad de molienda baja la
viscosidad disminuye con el incremento del número d e pasadas, al observar la
Figura 19 se aprecia el comportamiento, en donde la viscosidad se disminuye
con el incremento del número de pasadas.
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Suspensión 50/50 5 pasadas
0,1
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel cizalla (s^-1)
Vis
cosi
dad
(Pa.
s)
50/50 a 3000 rpm 50/50 a 6500 rpm
Figura 18: Efecto del número de pasadas sobre la su spensión 50/50
Efecto de numero de pasadas suspensión 50/50 a 3000 rpm
0,1
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. cizalla (s-1)
Vis
cosi
dad
(Pa·
s)
1 pasada 5 pasadas Figura 19: Efecto del número de pasadas sobre la su spensión 50/50 molido a 3000 rpm
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25
De manera inversa al incrementar el número de pasad as con el incremento de
la velocidad de molienda, hace que la viscosidad de l sistema aumente, estos
resultados se observan en la Figura 20. Lo cual en principio y de acuerdo a los
resultados anteriormente obtenidos se debe a la dis minución del tamaño de
partícula, sin embargo al incrementar la cantidad d e bentonita presente en le
sistema el efecto producido en la molienda no afect a drásticamente el tamaño
de las partículas de arena puesto que la cantidad d e energía proporcionada por
el molino es absorbida por la bentonita y no por la arena, cabe recordar que el
tamaño de las partículas de bentonita es menor que el tamaño de las partículas
de arena.
Estos factores sumados hacen que el incremento del número de pasadas
afecten el comportamiento de la suspensión pues al observar la Figura 9 y la
Figura 18 se aprecia que con el incremento del nume ro de veces que los
sólidos son sometidos al molino, se percibe el camb io en la viscosidad pues en
la Figura 9 no se aprecia ningún efecto causado por el incremento de la
velocidad, sin embargo el numero de pasadas afecta la viscosidad, cuando se
genera un cambio en la velocidad de molienda.
Efecto del numero de pasadas suspensión 50/50 a 650 0 rpm
1
10
100
1000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. cizalla (s-1)
Vis
cosi
dad
(Pa·
s)
1 pasada 5 pasadas
Figura 20: Efecto del número de pasadas suspensión 50/50 a 6500 rpm
IQ-2008-I-51
26
El ultimo caso que se analiza es la suspensión 30/7 0 (arena / bentonita), en
donde de manera análoga a los demás casos estudiado s se observa que con el
aumento del numero de pasadas se incrementa la visc osidad. Puesto que
cuando los sólidos son sometidos una vez al proceso de molienda la viscosidad
presenta un comportamiento el cual no es posible ex plicar por medio del
análisis de tamaño de partícula (ver Figura 12), si n embargo al incrementar el
numero de pasadas se obtiene un resultado esperado en donde el incremento
de la velocidad de molienda genera un incremento en la viscosidad, lo cual se
observa en la Figura 21.
Suspensión 30/70 5 pasadas
1
10
100
1000
10000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel cizalla (s^-1)
Vis
cosi
dad
(Pa.
s)
30/70 a 3000 rpm 30/70 a 6500 rpm
Figura 21: Efecto del número de pasadas sobre la su spensión 30/70
Al observar el efecto del número de pasadas sobre l a viscosidad se aprecia
que al aumentar el número de pasadas de los sólidos por el molino la
viscosidad del sistema se disminuye, en comparación con una sola pasada (ver
Figura 12) en donde el comportamiento no se puede e xplicar por medio del
análisis de tamaño de partícula, en el caso para el cual se aumenta el numero
de pasadas la viscosidad se incrementa, al aumentar la velocidad de molienda
lo cual se debe en parte al aumentar la cantidad de bentonita en el sistema, y al
variar las condiciones de molienda (velocidad y num ero de pasadas). Pues
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27
estos factores combinados ejercen cambios significa tivos en la viscosidad y en
el comportamiento de la suspensión.
De manera similar al observar el comportamiento de la suspensión y el efecto
del numero de pasadas por el molino para cada veloc idad se observa un
comportamiento similar a los casos anteriores en do nde a la velocidad de
molienda baja (3000 rpm), en donde el comportamient o de la viscosidad en
función del numero de pasadas esta relacionado dire ctamente con el tamaño
de las partículas del sistema (ver Figura 22). Aun cuando no se encontró la
distribución del tamaño de partícula, al observar l os demás resultados se puede
concluir que si existe esta relación, entre el tama ño de partícula y la viscosidad.
Efecto sobre numero de pasadas suspensión 30/70 a 3 000 rpm
1
10
100
1000
10000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. cizalla (s-1)
Vis
cosi
dad
(Pa·
s)
1 pasada 5 pasada
Figura 22: Efecto sobre el numero de pasadas en una suspensión 30/70 a 3000 rpm
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Efecto del numero de pasadas suspesión 30/70 a 6500 rpm
1
10
100
1000
10000
0,001 0,01 0,1 1 10
Vel. cizalla (s-1)
Vis
cosi
dad
(Pa·
s)
1 pasada 5 pasadas
Figura 23: Efecto del numero de pasadas sobre una s uspensión 30/70 a 6500 rpm
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Conclusiones
• A partir del trabajo realizado se puede concluir q ue los efectos
producidos por la velocidad de molienda no son sign ificativos en
comparación con los efectos producidos por el incre mento en el numero
de veces que los sólidos pasaban por el molino, pue sto que este ultimo
tiene una mayor influencia sobre el tamaño de partí cula, lo cual afecta la
viscosidad directamente.
• Se observo que la composición del material con un menor tamaño de
partícula inicial (bentonita) afecta la viscosidad. En donde al incrementar
la composición de este material, el proceso de moli enda aumenta su
efectividad, produciendo partículas más finas y con un diámetro
uniforme.
• Se observo que la influencia de la temperatura sob re el comportamiento
reológico del sistema analizado (bentonita, arena, agua) para un
incremento en la temperatura de 10ºC, no genera cam bios apreciables
en el comportamiento de la suspensión, sin embargo es probable que a
cambios mas grandes si se pueda generar un cambio e n el
comportamiento.
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Referencias
1. Balachandran W, Miao P, Xiao P (2001): Electrosp ray of fine droplets of
ceramic suspensions for thin-film preparation, Jour nal of Electrostatics, Vol.
50, pp. 259-263.
2. Bergström L (1998): Shear thinning and shear thi ckening of concentrated
ceramic suspensions, Colloids and surfaces A: Physi cochemical and
engineering aspects, Vol. 133, pp. 151-155.
3. D’Avino G, Maffettone PL, Hulsen MA and Peters G WM (2007): A
numerical method for simulating concentrated rigid particle suspensions in
an elongational flow using a fixed grid Journal of Computational
Physics, Vol. 226, pp 688-711.
4. Goddard W, (1996): Planar Couette Flow Simulatio ns of Metals and Alkanes
<http://www.wag.caltech.edu/gallery/gallery_flow.html> citado nov 2007.
5. Gregorová E, Pabst W, Štĕtina J (2006): Viscoelastic behavior of ceramic
suspensions with carrageenan, Journal of the Europe an ceramic society,
Vol. 26, pp. 1185-1194.
6. Haugen H, Will J, Koöhler A, Hopfner U, Aigner J , Wintermantel E (2004):
Ceramic TiO2-foams: characterisation of a potential scaffold Journal of the
European Ceramic Society Vol. 24, pp 661–668.
7. Hinczewski C, Corble S, Chartier T(1998): Cerami c suspension suitable for
stereolithography, Journal of the European Ceramic Society, Vol. 18, pp.
583-590.
IQ-2008-I-51
31
8. Jiang Y, Swart P, Saxena A, Asipauskas M and Gla zier J (1999): Hysteresis
and Avalanches in Two Dimensional Foam Rheology Sim ulations, Phys.
Rev. E, vol. 59, pp. 5819-5832.
9. Krishna PSR, Venumadhav A, Rajesh PK, Ponnambala m P and Prakasan K
(2006): Studies on rheology of ceramic inks and spre ad of ink droplets for
direct ceramic ink jet printing, Journal of Materia ls Processing Technology
Vol.176, pp 222–229.
10. Larson RG, (1999): The structure and rheology o f complex fluids, Oxford
university press, Chapter 6.
11. Liu Y and Liu WK (2006): Rheology of red blood cell aggregation by
computer simulation, Journal of Computational Physi cs, Vol. 220, pp 139-
154.
12. Ma LG, Huang Y, Yang JL, Le HR, Sun Y (2006): C ontrol of the inert
stresses in ceramic green bodies formed by gelcasti ng, Ceramics
International, Vol. 32, pp. 93-98.
13. Macosko CW (1994): Rheology principles, measure ments, and applications,
Ed. Wiley-VCH, Chapter 10.
14. Mewis J, (1980): Rheology volume 1: Rheology of suspensions,
International congress on rheology, 8 th.
15. Montanaro L, Jorand Y, Fantozzi G and Negro A ( 1998): Ceramic Foams by
Powder Processing Journal of the European Ceramic S ociety Vol. 18 pp
1339-1350
16. Moreno R.(2005): Reología de suspensiones cerám icas, Consejo superior
de investigaciones científicas, Madrid, España, Cap itulo 1
IQ-2008-I-51
32
17. Peng HX, Fan Z, Evans JRG, Busfield JJC (2000): Microstructure of ceramic
foams, Journal of the European ceramic society, Vol . 20, pp. 807-813.
18. Sakka Y, Tang F, Fudouzi H, Uchikoshi T (2005): Fabrication of porous
ceramics with controlled pore size by colloidal pro cessing, Science and
technology of advanced materials, Vol. 6, pp. 915-9 20.
19. Singh BP, Besra L, Bhattacharjee S (2002): Fact orial design of experiments
on the effect of surface charges on stability of aq ueous colloidal ceramic
suspension, Colloids and Surfaces A: Physichochemic al and Engineering
Aspects, Vol. 204, pp. 175-181.
20. Singh BP, Menchavez R, Fuji M, Takahashi M (200 6): Characterization of
concentrated colloidal ceramics suspension: A new a pproach, Journal of
Colloid and Interface Science, Vol. 300, pp. 163-1 68.
21. Varga I, Csempesz F, Zfiray G(1996): Effect of pH of aqueous ceramic
suspensions on colloidal stability and precision of analytical measurements
using slurry nebulization inductively coupled plasm a atomic emission
spectrometry 1, Spectrochimica Acta Part B 51, pp 2 53-259
22. Wang X, Guo L. (2007) Effect of temperature on the stability of a queous
ZrO2 suspensions Colloids and Surfaces A: Physicoch em. Eng. Aspects
Vol. 304, pp1–6
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Anexo 1
Resultados del análisis de distribución de particul ar, obtenidos mediante el
equipo CILAS. Equipo propiedad del departamento de Ingeniería Ambiental de
la Universidad de los Andes. A continuación se pres entan los resultados
obtenidos para las diferentes suspensiones a las di stintas condiciones de
velocidad y numero de pasadas presentados en el tra bajo.
Figura 24: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 3000 rpm
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Figura 25: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 3000 rpm y 5
pasadas por el molino
Figura 26: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 6500 rpm
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35
Figura 27: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 3000 rpm y 5
pasadas por el molino
Figura 28: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 30/70 a 3000 rpm
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36
Figura 29: Distribución del tamaño de partícula par a la suspensión 70/30 a 6500 rpm
