Fluidização

A palavra fluidização não existe no português, pelo menos não no meu Aurélio. A palavra certa é fluidificação, mas fluidização predomina nos meios técnicos por isso será mantida. Os dicionários que se virem.

Ela é um fenômeno que tem muita utilidade na engenharia química e consiste em transformar um leito de partículas soltas em algo parecido e com comportamento de fluido.

Na figura abaixo está um esboço de um fluidizador, equipamento que realiza a fluidização. As partículas representadas em cinza formam um leito suportado por uma mebrana porosa ou tela. O fluido entra pelo bocal localizado embaixo e sai por cima do equipamento que pode ser um tanque aberto se o fluido for o ar.

Nesta passagem o fluido é obrigado a passar pelo leito poroso e tela atua como distribuidor do fluido. Em baixas velocidade o fluido atravessa o leito de particulas normalmente como se ele fosse um leito fixo. A medida que a velocidade do fluido for aumentando, a perda de carga chega a um ponto em que iguala o peso do leite. Neste ponto as particulas começam a se mexer e o leito se expande. Chega um ponto em que as particukas ficam completamente moveis e o leito adquire alguma propriedades de fluido, neste ponto o leito fluidizou. A velocidade do fluido em que isso ocorre acham-se velocidade minima  de fluidização. A partir deste ponto o comportamento do leito fica diferente conforme se for um líquido ou um gás.

Se for um liquido, a medida que a velocidade for aumentando o leito vai se expandindo até chegar a um ponto em que as particulas são arrastadas para fora do equipamento. Esta seria a velocidade máxima de fluidização. A partir dai começa o que conhecemos como transporte hidráulico.

Se for um gás, o leito começa a “ferver”. A velocidade que excede a velocidade minima de fluidização passa como bolhas, pelo menos em primeira aproximação. Estas bolhas se formam na membrana ou tela, ascendem e estouram na superfície do leito. O aumento da velocidade vai fazer esta “fervura” cada vez mais violenta até chegar a um ponto emn que as particulas são arrastadas do equipamento. Esta velocidade é a velocidade de transporte pneumático. Uma alternativa importante para condução de materiais granulados em industrias químicas e na silagem de grãos.

A superficie do leito é bem definida e plana. Se o equipamento for inclinado a superficie do leito manterá a horizontalidade como acontece com os fluidos. Se uma esfera for colocada na superficie do leito ela irá flutuar ou afundar conforme a sua densidade. A areia movediça é um leito fluidizado provocado pelo movimento ascendente da água. A sua superficie parece segura e compacta, mas quem pisar vai afundar. Se dois leitos fluidizados de alturas diferentes forem ligados o meito vai se mover de um para o outro até as aalturas se igualarem.

Na engenharia química a fluidização é uma operação importante em algumas situações, por exemplo, as vezes existe a necessidade de mover as particulas colocando-as no equipamento continuamente com retirada também continua. Isso acontece, por exemplo, na unidade FCC das refinarias onde o gasóleo é craqueado. Neste caso, o catalisador tem um periodo muito curto de vida e precisa ser regenerado continuamente. Por isso, esta operação é feita em regime de leito fluidizado. O catalisador move-se do craqueador para o regenerador  e deste de volta para o craqueador superando o problema da vida curta do catalisador. Existem fornos que queimam o combustivel granulado em regime de leito fluidizado. A fluidização é também usada em secagens.