Felleskursets ide – kulturell symbolikk?

Para discutir fundamentos da adsorção é importante distinguir os tipos usuais de ad- sorção qual seja adsorção física ou fisissorção, e adsorção química ou, quimissorção. Na ad- sorção física, forças envolvidas são relativamente fracas, do tipo Van der Wals; na adsorção química formam-se ligações de natureza molecular entre moléculas do adsorbato e superfície do adsorvente. Não obstante, existem casos que se opõem não sendo, portanto, possível cate- gorizar todos os casos inequivocamente. Aspectos distintivos da fisissorção e quimissorção são basicamente, falta de especificidade da fisissorção, baixo calor de adsorção (< 2 ou 3 ve- zes o calor de evaporação) e não ocorrência de transferência de elétrons embora possa aconte- cer polarização do adsorbato. Além disso, é rápida, reversível e pode formar monocamada ou multicamada (Ruthven, 1984).

Neste trabalho se busca fomentar adsorção física de óleo em meio ao campo fluídico oscilatório e movimento induzido por vórtices, verificado entre bolhas de ar e gotas de óleo, durante o processo de flotação, e entre gotas de óleo e superfície adsorvente metálica em aço inoxidável. Surfactantes naturalmente existentes no meio exercem notável influência no pro- cesso de interação do fluído com o gás, marcadamente na interface. É bastante citar que uma bolha de ar, ascende em uma coluna de água movida por forças de flutuação de Arquimedes, e a velocidade aumenta proporcionalmente ao diâmetro da bolha. Na presença de surfactantes, a pequenas concentrações, a velocidade é consideravelmente afetada pela imobilidade da inter- face da bolha, por adsorção de surfactantes. Detalhes aprofundados do estudo podem ser vis- tos em Clift et al., (1978). Segundo Waghmare (2008), em meio ao campo oscilatório, às for- ças de Arquimedes opõem-se forças de arrasto de Björkness, versão da força de arrasto de Stokes quando há oscilação fluídica. Na ascensão, surfactantes adsorvidos na interface deslo- cam-se para a parte inferior da bolha, alteram-lhe a velocidade e impõem movimento sinuoso

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Jônatas Araújo de Lacerda Júnior, Abril/2014 16 que pode fomentar contacto em colunas de adsorção aumentando o coeficiente de transferên- cia de massa. Eis um princípio que norteia a idéia básica de concepção do método de separa- ção ora proposto, em seu primeiro estágio de pesquisa.

A fisissorção do processo em apreço, ar/óleo no processo de autoflotação, e óleo/aço inox no processo de separação, se verifica em meio ao campo fluídico vibracional constituído por efluente onde à interface, interagem três fases distintas: óleo/metal/água, à superfície do adsorvente metálico, e ar/óleo/água no processo de flotação. Na primeira modalidade, fase de- cisiva do processo de separação, a molhabilidade do adsorvente por água e óleo, no confronto, pode conferir maior ou menor facilidade de adesão do óleo ao labirinto metálico. Segundo Tang; Richter; Nesic (2009) molhabilidade, em geral, é a interação de uma fase líquida com uma fase sólida quando envolta por uma fase gás ou uma segunda fase líquida. São exemplos de molhabilidade, o espalhamento de líquido sobre uma superfície, a penetração de líquido em um meio poroso ou o deslocamento de um líquido por outro.

No sistema proposto, o adsorvente metálico em forma de labirinto espiral se encontra imerso na emulsão óleo em água, efluente a ser tratado, como se mostrará oportunamente. A eficiência, dentre outros fatores, estará associada ao poder do óleo em deslocar água envolta para aderir ao adsorvente e ser removido. Água por suas características polares assim como o aço, exibem maior grau de interação entre moléculas da interface que óleo, apolar; embora a tensão interfacial sólido/líquido seja considerada muito baixa ou, quase nula (Physics of con- tinuous matter Lautrup, 2013). Isso faz o aço, material fortemente hidrofílico, sujeito à mo- lhagem por água, a despeito da forte tensão interfacial água/ar de 72 mN/m, responsável pelo recolhimento da água em gotículas sobre superfícies metálicas.

No mesmo domínio fenomenológico pesquisa tem sido realizada, embora com obje- tivo distinto, qual seja inibir processos de corrosão em ductos de condução multifásica de e- mulsão água em óleo (A/O) e óleo em água (O/A). A meta é diminuir a hidrofilia do aço co- mo forma de evitar contato com a fase, água. Surfactantes, resinas e asfaltenos apresentam ca- ráter relativamente polar podendo atuar como ponte entre óleo e aço para depósito de uma camada de óleo inibidora de corrosão em ductos (Ayello et al., s/d).

Tang; Richter; Nesic (2009) examinaram a influência do acabamento superficial so- bre a molhabilidade e concluíram que o ângulo interfacial pouco se altera quando se muda de uma superfície rugosa para uma superfície polida, consequentemente pouca influencia sobre a molhabilidade. Possivelmente aumenta-se a adesão com a rugosidade crescente pelo aumento da superfície disponível. Li; Richter; Nesic (2013) investigaram o conjunto de elementos

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Jônatas Araújo de Lacerda Júnior, Abril/2014 17 químicos presentes no óleo e seus mecanismos capazes de alterar a hidrofilia do aço aumen- tando consequentemente a resistência à corrosão. Um goniômetro e um medidor de escala de fluxo foram especialmente projetados para tal, para medir ângulos estáticos de interfaces de gotas com a sólida superfície do aço para avaliar adesão e performance. O inconveniente da técnica, ou seja, a possibilidade de bloqueio de ductos por depósitos sucessivos de óleos, so- bretudo pesados, já havia sido estudado por dos Santos et al., (2005). Concluíram sobre a pos- sibilidade de reduzir o ângulo de contacto para 60°, por adição de 1% de meta-silicato de só- dio e cloreto de sódio como forma de conter a deposição. Isto é característico de gota penden- te, objetivo, naturalmente, de sentido inverso.

Molhabilidade é frequentemente descrita em termos do ângulo formado entre a super- fície de contacto e a tangente à superfície da gota no ponto comum, da tríplice interface, for- mada entre água/óleo, água/aço e óleo/aço. A Figura 2.3 ilustra esquematicamente uma gota pendente (baixa molhabilidade) e de uma gota séssil (alta molhabilidade).

Figura 2.3 Ilustração de gotas e angulação da interface (Extraída e adaptada de: dos Santos et al., (2006))

De uma ou outra forma o princípio de tratamento proposto neste trabalho repousa so- bre base lógica si se considerar resultados das investigações citadas anteriormente. A deposi- ção continuada de óleo sobre o adsorvente como forma de separar óleo do efluente no proces- so de tratamento com vibração se mostra perfeitamente possível, sobretudo, por tratar-se de fluído com características similares. Quanto à possibilidade de saturação do adsorvente por óleo, o que provavelmente provocaria redissolução, e medidas adequadas à solução do pro- blema, relega-se a outra esfera de investigação e ao maior aprofundamento do trabalho em pesquisa futura.

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