Punto de Burbujeo
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Definición y principios El Punto de Burbujeo es el método más extensamente usado para determinar el tamaño de los poros. Está basado en el hecho de que, para forzar una burbuja de aire a través del poro, en un fluido dado y un tamaño de poros con humectación constante, la carga requerida es inversamente proporcional a la medida del agujero. La teoría de la capilaridad establece que la altura de una columna de agua en un capilar es indirectamente proporcional al diámetro del capilar. Las fuerzas de tensión superficial sostienen el agua en el capilar y al hacerse su diámetro de este más pequeño, la carga en el agua aumenta. El agua puede ser empujada hacia atrás con una presión equivalente a la altura de la columna de agua. Así, determinando la presión necesaria para forzar el agua hacia afuera del capilar, el diámetro del capilar puede ser calculado. En la práctica, el tamaño del poro del elemento del filtro puede ser establecido al humectar el elemento con el fluido y medir la presión con la cual es emitida la primera corriente de burbujas desde la cara superior del elemento. Procedimiento El procedimiento para la evaluación por Punto de Burbujeo está descrito en el Método F316 de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASMT por sus siglas en inglés). La parte superior del filtro es puesta en contacto con el líquido, la base es puesta en contacto con aire y el porta filtro es conectado a una fuente de presión regulada. La presión del aire es gradualmente incrementada y se observa la formación de burbujas en la parte líquida. A presiones debajo del punto de burbujeo, el gas pasa a través del filtro únicamente por difusión. Pero cuando la presión es suficientemente alta para desalojar el líquido desde los poros, el flujo global comienza y se verán las burbujas. La presión inicial en el test de burbujeo determina el tamaño (y ubicación) del agujero más grande, la presión del punto de burbujeo abierto determina el tamaño del poro del elemento. Esto último puede ser afectado por la velocidad del caudal, así como por la presión. La relación teórica entre la presión de transición y la presión del punto de burbujeo es: D = (4g x cos q) / P Donde: P = Presión de Punto de Burbujeo g = Tensión superficial del líquido (72 dynes/cm para agua) q = Ángulo de contacto sólido-líquido D = Diámetro del poro Debido a que es poco probable que los poros de un filtro tengan forma de capilar, es necesario introducir un factor de corrección de forma K dentro de la fórmula. Ya que g y q son constantes, la fórmula puede ser simplificada para introducir un factor empírico K1 dependiendo del material del filtro y la forma de emplear las unidades: D = K1 / P D es nuevamente el diámetro promedio máximo de los poros, expresado en mm. |
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Disposición del filtro y porta filtro |
Conexión del porta filtro al sistema de presión regulada
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Aspecto de las burbujas |
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Ventajas Una de las ventajas más grandes del Test de Punto de Burbujeo es que puede ser realizado con filtros en condiciones de uso reales y con cualquier filtro. Es una prueba no destructiva, por lo tanto, no contamina el filtro, así que puede ser usada para determinar la integridad de un filtro en cualquier momento, además de establecer el tamaño del poro absoluto. En el futuro, con más desarrollo de software y sistemas de control, podrá ser posible usar los datos sobre magnitud del flujo o incremento de presión para determinar con mayor precisión lo que sucede en una muestra antes de que el Punto de Burbujeo es alcanzado, tal como la difusión. |
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