La densidad de un material se define como su masa dividida por su volumen. La densidad aparente de los materiales en polvo y granulares se mide a menudo por el método de la densidad de "grifo "1. La densidad de grifo de un material se obtiene llenando un recipiente de volumen conocido con una masa conocida de muestra y haciéndolo vibrar. Este valor se denomina comúnmente densidad "por golpeteo" porque normalmente se obtiene utilizando un dispositivo mecánico que levanta y deja caer el recipiente un número determinado de veces, produciendo un fuerte ruido de golpeteo.
Dado que esta medida varía en función del vigor y el número de golpes, la densidad de golpeo no es una propiedad inherente a un material. No obstante, es una medida de considerable interés en el envasado, la manipulación y el envío de productos granulados a granel.
El método GeoPyc® para determinar la densidad del "grifo
El analizador de densidad GeoPyc 1360 T.A.P.™ Micromeriticsrealiza esencialmente la misma medición que un dispositivo de densidad de toma, pero funciona de una manera totalmente diferente y puede proporcionar información adicional. El análisis con el GeoPyc es rápido, sencillo, automático y prácticamente silencioso.
Para determinar la densidad T.A.P. de un material en polvo o granular, se coloca una cantidad de muestra en una cámara de muestras y se introduce un émbolo en la cámara. La cámara y el émbolo se montan en el analizador y se inicia el análisis automático. Para iniciar un análisis, el operador introduce los datos mediante el teclado del instrumento, siguiendo una breve serie de indicaciones en la pantalla de cristal líquido (LCD).
Durante el análisis, el GeoPyc agita la cámara de muestras. Mientras se agita la cámara, el GeoPyc impulsa el émbolo dentro de la cámara hasta alcanzar la fuerza de consolidación (compresión) deseada.
El GeoPyc permite especificar el grado de consolidación como fuerza (en Newtons) o presión (en Newtons/cm2). El sensible transductor de fuerza y el convertidor analógico-digital del GeoPyc garantizan que el émbolo ejerza una fuerza muy constante sobre la muestra, análisis tras análisis. Esta repetibilidad de la fuerza de compresión le proporciona un control preciso sobre la consolidación de la muestra.
La distancia recorrida por el émbolo en la cámara que contiene el material de la muestra se compara con la distancia recorrida por el émbolo cuando la cámara estaba vacía. (Los datos del "blanco" de la cámara vacía se recopilan y almacenan en el instrumento durante la configuración inicial). Cuando se utiliza el mismo valor de fuerza para las mediciones del blanco y de la muestra, la diferencia entre las dos mediciones puede utilizarse para calcular el volumen aparente y la densidad T.A.P. de la muestra.
La capacidad del GeoPyc para controlar la fuerza de consolidación (el grado de compactación) le proporciona una gran flexibilidad en la evaluación de los datos. Por ejemplo, es posible que desee correlacionar los datos de Densidad T.A.P. de GeoPyc con los datos históricos que ha recopilado utilizando un instrumento de toma tradicional. Esto puede hacerse fácilmente especificando una fuerza de compresión que corresponda al número de tomas utilizadas para recopilar datos anteriores*. Alternativamente, las mediciones pueden realizarse sobre un rango de valores de fuerza para obtener información adicional sobre el comportamiento de empaquetamiento de la muestra y la compactación a presiones más altas.
Como es de esperar, las densidades aparentes generalmente aumentan a medida que aumenta la fuerza de consolidación. Las densidades del GeoPyc T.A.P. (como se muestra en la Tabla 1) típicamente replican densidades de toma entre fuerzas de consolidación de 5 a 15N, cuando se aplican a través de un émbolo de 5,07 cm2 de sección transversal ( es decir: consolidación de 1 a 3N/cm2). El GeoPyc determina el volumen de la muestra al grado de compresión deseado y, a continuación, se utiliza el peso de la muestra para calcular su densidad aparente.
*Las instrucciones para determinar la fuerza de compresión que corresponde al grado de empaquetamiento logrado por otro método pueden encontrarse en la Nota de Aplicación Número 107, Determinación de la Fuerza o Presión a Utilizar para la Densidad T.A.P. con el GeoPyc 1360.
1 ASTM Standard Test Method B 527-81, Tap Density of Powders of Refractory Metals and Compounds by Tap-Pak Volumeter.
