P ROCEDIMENTO E XPERIMENTAL

3.5.1 ENSAIOS GERAIS –COMPARAÇÃO ENRE OS TECIDOS

Para cada tecido utilizado, foram coletados dados de perda de carga em função do tempo para dez ciclos de filtração e limpeza. A velocidade de filtração foi estipulada em 10 cm/s, dentro da faixa utilizada industrialmente, e de limpeza em 12 cm/s. O método de limpeza empregado nos experimentos foi o fluxo de ar reverso, durante um período de dois minutos, através da inversão do sentido da corrente de ar, e foi o método selecionado por permitir uma maior reprodutibilidade dos resultados.

A perda de carga máxima admitida em cada ciclo foi estabelecida em 100 mmH2O, por ser este um valor usualmente aplicado na indústria. Desta forma, pôde-se

verificar a diminuição do tempo de cada ciclo provocada pela perda de carga residual. A massa do filtro limpo era obtida por pesagem em uma balança Marte modelo AM5500, de dois dígitos. Após cada filtração o conjunto filtro-torta era novamente pesado para obter-se a massa de pó depositada. Considerando-se que a alimentação do sistema era constante, obtinha-se o valor da carga mássica aplicada no filtro.

Após a recolocação do filtro no sistema, a posição da caixa de filtração era fixada na horizontal (portanto o filtro ficava na vertical) e a tampa de PVC superior era removida. Por meio da interface do software, fixava-se o modo “limpeza” e estabelecia- se a velocidade de limpeza desejada. A massa de pó removida nesta operação era coletada e pesada, assim como a massa do filtro após a limpeza. Este procedimento era realizado para cada um dos ciclos.

A cada ensaio foi dada a seguinte designação: ao tecido submetido a uma filtração e uma limpeza apenas, denominou-se Ensaio 01. Para o ensaio em que o tecido foi submetido a duas filtrações e suas respectivas limpezas, denominou-se Ensaio 02, e assim sucessivamente, até o Ensaio 10, no qual foram realizadas dez filtrações e dez limpezas. A Tabela 3.3 apresenta a denominação dos ensaios.

Tabela 3.3: Designação dos ensaios realizados.

Número de ciclos realizados Ensaio 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

Os tecidos obtidos após a limpeza foram tratados através do procedimento desenvolvido por AGUIAR (1995) para a preparação das partes dos tecidos para serem análisados no MEV, constituído pelas etapas de pré-endurecimento do tecido, de embutimento, de seccionamento, de esmerilamento e de polimento. Estas etapas estão descritas no ANEXO A. As partes analisadas foram retiradas preferencialmente das mesmas regiões do filtro. Uma ilustração do local aproximado de onde eram retiradas as amostras é apresentada na Figura 3.9, sendo cada uma cortada em quadrados de cerca de 1 cm de lado. A Figura 3.10 apresenta o aspecto da limpeza aos pedaços, em uma amostra após o endurecimento, para melhor visualização.

Figura 3.10: Aspecto da limpeza aos pedaços em uma amostra de tecido já endurecida.

A profundidade de deposição das partículas no interior do meio filtrante foi medida para pelo menos duas das quatro partes do filtro. Em cada amostra escolheram- se duas colunas, ou duas faixas, sendo preferencialmente uma onde houve remoção de torta e outra onde não houve, totalizando quatro perfis transversais analisados. Estes perfis foram fotografados, tirando-se dez microfotografias seqüenciais do comprimento de cada coluna, da superfície torta-ar até aproximadamente 1,0 mm de profundidade, com aumento de 2000X. Adotou-se esta profundidade limite, pois a partir deste ponto não se observava mais nenhuma partícula, sendo que a análise de toda a profundidade do tecido tornaria o processo oneroso e demasiado lento. A Figura 3.11 apresenta uma ilustração deste processo, envolvendo as cinco primeiras fotos.

Figura 3.11: Esquema de cinco fotos tiradas do interior do meio filtrante, em seqüência, para determinação da profundidade de penetração, com aumento de 2000X.

As imagens obtidas no MEV foram, então, processadas em um analisador de imagens, Image Pro-Plus, versão 3.0. O processamento era realizado binarizando-se as imagens a fim de se obter um melhor contraste entre as partículas e o restante da amostra, facilitando e proporcionando maior confiança na contagem e na determinação do diâmetro, realizada automaticamente pelo software.

Este processo possibilitou observar ainda se a limpeza ocorre de forma heterogênea no interior do tecido, como ocorre na superfície e ainda verificar a distribuição granulométrica das partículas no interior do mesmo. A Figura 3.12 ilustra a microfotografia original e a binarizada pelo software.

a) _b)

Figura 3.12: Comparação entre a microfotografia da foto original (a) e a binarizada pelo software (b).

Desta forma foi possível obter os dados de profundidade de penetração, o número de partículas em cada faixa fotografada e a distribuição granulométrica de cada material.

3.5.2 COMPARAÇÃO ENTRE OS MATERIAIS PULVERULENTOS

Foram realizados experimentos visando avaliar a performance dos ciclos de filtração com materiais pulverulentos com características diferentes. Utilizou-se para essa finalidade a rocha fosfática grossa e o polvilho doce em ensaios com as mesmas condições experimentais descritas anteriormente.

Para comparação das duas variedades de rocha fosfática, foram realizados experimentos apenas para os ciclos 1, 5 e 10, com o acrílico, uma vez que se verificou

que a profundidade de penetração não variou com o número de ciclos. O acrílico foi selecionado por apresentar melhores condições de limpeza e alcançar a estabilidade mais rapidamente. Para este material as análises de profundidade de penetração também foram realizadas em microscópio eletrônico de varredura.

As análises em que se utilizou o polvilho doce foram realizadas para os ciclos 1, 3, 5 e 10, em poliéster tratado e em poliéster não tratado, para comparação destes dois tecidos em ensaios com a rocha fosfática fina. No caso do polvilho doce, por se tratar de um material orgânico, e de difícil observação em MEV, as análises de profundidade de penetração foram realizadas em um microscópio ótico, da marca OLYMPUS Bx60. Como se trata também de um material de granulometria aproximadamente homogênea, a análise da variação de diâmetro de partículas no interior do meio filtrante não foi realizada.

Aplicando-se a metodologia aqui descrita e com o auxílio destas ferramentas, deu-se início à parte experimental.