Granulometria – Função, Importância e Utilização.

O que é granulometria? Qual a sua função e Importância? Onde é utilizada essa técnica?

Granulometria é a análise da distribuição dos tamanhos das partículas em um material sólido. A granulometria é muito utilizada na indústria para determinar a qualidade e as propriedades de materiais como areia, cimento, fertilizantes, entre outros.A granulometria é o estudo e a medição das dimensões das partículas de um material granular, como areia, solo, cimento, grãos, e outros. Ela é fundamental para avaliar a distribuição dos tamanhos das partículas dentro de uma amostra, determinando, por exemplo, a proporção de partículas finas, médias e grossas.

Quando se fala de granulometria, estamos falando do tamanho médio das partículas que compõem o material. Essa medição pode ser feita através de diversas técnicas e equipamentos específicos.

Objetivos da Granulometria

• Classificar materiais: Determinar se um material atende às especificações desejadas para aplicações específicas.
• Avaliar propriedades físicas: Influencia características como porosidade, densidade, permeabilidade e resistência de materiais.
• Controle de qualidade: A granulometria é usada para verificar padrões em processos industriais, como na fabricação de cimento, alimentos ou fármacos.

Como é realizada a Técnica  e Ensaio da Granulometria

A granulometria é um procedimento laboratorial que tem como objetivo determinar a distribuição das dimensões dos grãos de um material. Para realizá-lo, são utilizadas as peneiras ou tamis.

A análise granulométrica do solo é realizada principalmente por meio de duas técnicas: peneiramento e sedimentação. Cada uma dessas técnicas é adequada para determinar a distribuição do tamanho de partículas diferentes no solo, e muitas vezes elas são usadas em conjunto para cobrir toda a gama de tamanhos de partículas presentes em uma amostra de solo. Aqui está como cada técnica é aplicada:

1. Peneiramento

O peneiramento é utilizado para partículas maiores, geralmente com diâmetros superiores a 0,075 mm (peneira nº 200). O procedimento é o seguinte:

• Preparação da Amostra: O solo é secado em um forno e, se necessário, aglomerados de solo são quebrados suavemente.
• Peneiramento a Seco: A amostra é colocada em um conjunto de peneiras com diferentes tamanhos de malha, organizadas em ordem decrescente de abertura. A amostra é agitada mecanicamente por um tempo predeterminado para permitir que as partículas passem pelas peneiras.
• Pesagem: Após o peneiramento, o material retido em cada peneira é pesado. A proporção de solo retida em cada peneira é calculada em relação ao peso total da amostra seca.

2. Sedimentação

A sedimentação é usada para partículas menores, como silte e argila, que não podem ser eficientemente separadas por peneiramento. Essa técnica baseia-se na lei de Stokes, que relaciona a velocidade de queda de uma partícula no fluido à sua densidade e tamanho. O procedimento inclui:

• Preparação da Suspensão: A amostra de solo é misturada com água para formar uma suspensão. Dispersantes químicos, como hexametafosfato de sódio, podem ser adicionados para separar as partículas de solo.
• Sedimentação: A suspensão é colocada em um cilindro de sedimentação. As partículas mais pesadas (maiores) sedimentam primeiro, seguidas pelas mais leves (menores).
• Medição: A concentração de partículas em suspensão é medida a várias profundidades no cilindro em intervalos de tempo definidos, geralmente usando um hidrômetro. Os dados coletados permitem calcular a distribuição do tamanho das partículas na amostra.

Resultados e Interpretação

Os resultados do peneiramento e da sedimentação são frequentemente combinados para criar uma curva granulométrica completa do solo. Esta curva mostra a porcentagem acumulada de partículas menores que cada tamanho de partícula específico. Analisando esta curva, pode-se classificar o tipo de solo (por exemplo, argiloso, siltoso, arenoso) e avaliar suas propriedades relacionadas à engenharia e agronomia.

A análise granulométrica fornece informações vitais sobre a textura do solo, essenciais para uma variedade de aplicações práticas em engenharia civil, geotecnia e agronomia.

O ensaio de granulometria começa com uma amostra do material a ser analisado que deve estar seco e livre de impurezas. Em seguida, essa amostra é colocada na primeira peneira da série escolhida para o teste e agitada manualmente ou por meio de aparelhos mecânicos até que todo o material passe pela malha.

Depois disso, repete-se o processo com cada uma das demais peneiras da série em ordem crescente de abertura dos orifícios até chegar à última. Ao final do ensaio, realiza-se a pesagem individual do material retido em cada peneira e registra-se os valores obtidos.

Quais os Resultados de um Ensaio Granulométrico?

1. Curva Granulométrica: É o resultado gráfico mais importante do ensaio. Ela mostra a percentagem em massa de material que passa através de uma série de peneiras com aberturas de malha decrescentes. A curva é usada para determinar as características como uniformidade e graduação do material.
2. Módulo de Finura: Um índice numérico que representa a finura do agregado. É calculado somando as percentagens retidas acumuladas em cada peneira e dividindo esse valor pelo total da soma dessas percentagens. Quanto maior o módulo de finura, mais grosso é o agregado.
3. Diâmetro Médio: Um valor que representa o diâmetro médio das partículas do material. Para solos ou outros materiais granulares, esse parâmetro é crucial para a análise da permeabilidade e outras propriedades físicas.
4. Coeficientes de Uniformidade e de Curvatura: Estes coeficientes são calculados a partir dos diâmetros das partículas em percentis específicos da curva granulométrica. Eles ajudam a avaliar a variação do tamanho das partículas e a classificar a granulometria do material como bem graduada ou mal graduada.
5. Percentagens Retidas e Passantes: São os valores que indicam a percentagem de material que fica retido ou que passa em cada uma das peneiras utilizadas no ensaio. Estes valores são usados para calcular outros parâmetros como o módulo de finura e os diâmetros característicos.

Onde são utilizadas as Peneiras ou Tamis para granulometria?

As peneiras granulométricas são amplamente utilizadas na granulometria em muitas indústrias e laboratórios, como na construção civil, na química, na alimentação e no meio ambiente.

• Construção Civil: Controle de qualidade de agregados como areia e cimento para concreto e pavimentação.
• Mineração: Classificação de minérios para beneficiamento e refino.
• Farmacêutica: Garantia da uniformidade de pós e excipientes em medicamentos.
• Alimentícia: Classificação de farinhas, grãos e alimentos processados.
• Química: Separação de partículas químicas como pigmentos e polímeros.
• Agricultura: Controle de granulometria de solos, sementes e fertilizantes.
• Pesquisa Científica: Estudos de solo, sedimentação e materiais.
• Cosméticos: Controle de partículas em pós e talcos para garantir textura uniforme.
• Tratamento de Águas: Análise de sedimentos e sólidos suspensos para filtração.
• Cerâmica: Controle de partículas em argilas e esmaltes para qualidade do produto.

Na área da alimentação, as peneiras são importantes instrumentos para garantir que os alimentos estejam dentro do padrão de qualidade estabelecido pela legislação vigente. São utilizadas principalmente em açougues e padarias.

No meio ambiente, as peneiras granulométricas ajudam a avaliar a qualidade dos solos e rochas encontrados em áreas destinadas à agricultura ou mineração.

Como escolher a peneira granulométrica certa para o seu caso?

Escolher a peneira granulométrica correta pode ser um desafio, mas é fundamental para que os resultados do ensaio sejam precisos e confiáveis. A escolha da peneira certa depende de diversos fatores, tais como o tipo de material a ser analisado, o tamanho das partículas e as normas técnicas utilizadas.

Primeiro, é importante verificar qual norma técnica deve ser seguida para o ensaio em questão. Cada tipo de ensaio tem suas próprias especificações quanto ao tamanho e quantidade de peneiras necessárias.

Além disso, é preciso considerar o tamanho das partículas do material a ser analisado. Para isso, basta verificar a abertura nominal (diâmetro) da malha da peneira adequada à faixa granulométrica esperada para esse material.

Outro fator relevante na escolha da peneira ideal é seu formato: redonda ou quadrada? Com ou sem tampa? Esses detalhes podem influenciar no manuseio das amostras durante o ensaio.

Considerações importantes sobre a granulometria por peneiramento.

•  a porcentagem que passa pela peneira granulométrica é o peso seco da amostra;
•  a porcentagem retida na peneira granulométrica é conhecendo o peso seco da amostra pesamos o material retido, dividimos este pelo peso seco e multiplicamos por 100;
•  a porcentagem acumulada é a soma dos percentuais retidos nas peneiras granulométricas superiores com o percentual retido na peneira granulométrica em estudo;

A amostra é secada em uma estufa de secagem e após isso é pesada em uma balança analítica.

Dúvidas Frequentes sobre Granulometria

1. O que é granulometria?
Granulometria é o estudo e medição do tamanho das partículas de um material granular, como areia, cimento, grãos ou solos, para determinar sua distribuição em diferentes faixas de tamanho.

2. Para que serve a análise granulométrica?
A análise granulométrica é usada para controlar a qualidade de materiais, avaliar suas propriedades físicas (como porosidade e densidade), e garantir que atendam aos padrões exigidos em aplicações específicas.

3. Quais métodos são utilizados para análise granulométrica?
Os principais métodos incluem peneiramento (para partículas maiores), sedimentação (para partículas finas), difração a laser (para alta precisão), e microscopia (para observação detalhada).

4. Onde a granulometria é aplicada?
É utilizada em setores como construção civil, mineração, alimentos, farmacêutica, química, agricultura, cosméticos, cerâmica e tratamento de águas.

5. Qual a diferença entre peneiramento e sedimentação?
O peneiramento separa partículas com base no tamanho usando peneiras, enquanto a sedimentação mede a velocidade de queda das partículas em um líquido, sendo indicada para partículas menores.

6. Qual é a importância da granulometria na construção civil?
Na construção civil, a granulometria garante que materiais como areia e brita atendam às especificações necessárias para a resistência e durabilidade de concretos e argamassas.

7. O que são peneiras granulométricas?
São ferramentas usadas para separar e classificar partículas por tamanho, seguindo padrões específicos como os definidos pela ABNT ou ASTM.

8. É necessário calibrar as peneiras e o agitador de peneiras?
Sim, a calibração garante precisão nos resultados e deve ser realizada periodicamente, especialmente após mudanças no local de operação.

9. Como determinar o tempo ideal para o peneiramento?
O tempo ideal depende do material analisado e deve ser ajustado com base em normas técnicas e testes preliminares.

10. Qual a norma técnica mais utilizada na análise granulométrica?
No Brasil, as normas da ABNT, como a NBR 7181 (granulometria de solos), são amplamente utilizadas. Em nível internacional, as normas ASTM são referências.

Conclusão

A análise do tamanho de grão é uma técnica analítica tipicamente conduzida dentro das ciências da terra e implementada como um estudo de laboratório de rotina. Outras disciplinas, como arqueologia e geoarqueologia, também o utilizam regularmente.

É uma análise sedimentológica realizada para determinar o tamanho das diferentes partículas que constituem um determinado depósito sedimentar não consolidado, rocha sedimentar, locus arqueológico ou unidade de solo.

A análise do tamanho das partículas ou granulometria fornece informações sobre a distribuição do tamanho das partículas. Isso pode ser usado para calcular diferentes propriedades de uma partícula e como elas agirão sob certas condições.

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