Efecto de la concentración de sulfato de sodio en la viscosidad y difusividad térmica de barbotinas de arcillas rojas Efecto de la concentración de sulfato de sodio en la viscosidad y difusividad térmica de barbotinas de arcillas rojas

Abstract

Se reporta el comportamiento de la viscosidad cinemática (σ) y la difusividad térmica (α) de barbotinas de arcillas rojas utilizadas por la empresa Cerámica Italia S.A en la elaboración de polvos de arcillas atomizadas (spray dried), en función de la concentración de sulfato de sodio (Na2SO4). Las barbotinas presentan un porcentaje en peso de sólido (arcilla) del 64 % y un 36% de agua (líquido). Para mantener condiciones de densidad similares (1.689 ± 0.007 g/cm3) y solo cambiar la viscosidad de la barbotina se realizó una curva de adición de Na2SO4 a la barbotina, desde 0,018% hasta 0,153% en peso, para la medida de la viscosidad se usó el viscosímetro BROOKFIELD-DV-II+Pro; la densidad (ρ) se determinó mediante picnómetro metálico de 100 cm3; la difusividad térmica se hallo utilizando el sensor SH-2 del sistema KD2-Pro, el cual consiste en dos agujas de acero inoxidable separadas 6mm, una que funciona como fuente de calor y la otra como sensor de temperatura. La composición química usando fluorescencia de Rayos X en porcentaje en peso de las arcillas reporta la presencia mayoritarias de SiO2 (64,4%), Al2O3 (21,8%) y Fe2O3 (5,4%). Los resultados reológicos indican que la viscosidad se incrementa cuando la concentración de sulfato de sodio aumenta en la muestra, presentándose un cambio en el estado de dispersión de las partículas, ya que las suspensiones manifiestan un comportamiento desde fluidas hasta alcanzar una mayor viscosidad. La difusividad térmica en función de la concentración de Na2SO4 mostró una desviación promedio del 3.5 % reportándose un valor mínimo de 0.00330cm2/s y uno máximo de 0.00375 cm2/s. Los números de Prandtl ( ) encontrados fueron mucho mayor que uno (Pr >>1) lo cual indica que la capa limite térmica es mucho menor que la capa límite hidrodinámica.

Palabras Clave : Viscosidad, Difusividad térmica, números de Prandtl, Fluorescencia de Rayos-X , Sulfato de Sodio.