El potencial Z es una magnitud de partículas muy utilizadas en la industria a la hora de fabricar materiales. La importancia de esta medición de carga de partículas radica en la estabilidad que aporta a los distintos materiales. En este artículo, te explicaremos en qué consiste el potencial Zeta, la importancia de su uso práctico para diseñar nuevos materiales y cuáles son sus aplicaciones más comunes.
¿Qué es el Potencial Z?
El potencial Zeta es una propiedad física, una magnitud de atracción o repulsión de carga entre las partículas, exhibida por cualquier partícula en suspensión. En otras palabras, se trata de la diferencia de potencial a través de los límites de fase entre los sólidos y los líquidos.
El factor más importante que afecta al potencial zeta es el pH del medio. Otros factores incluyen la fuerza iónica, la concentración de cualquier aditivo y la temperatura.
La importancia del potencial Z radica en que su valor influye en la estabilidad de los materiales.
Las emulsiones con un alto potencial Zeta, tanto negativo como positivo, se estabilizan eléctricamente. Mientras que las emulsiones con un bajo potencial Zeta tienden a coagularse o a flocularse, lo que puede dar lugar a una estabilidad física deficiente.
En general, cuando el potencial Z de una emulsión es alto, las fuerzas de repulsión superan a las fuerzas de atracción, lo que da lugar a un sistema relativamente estable.
¿Para qué se sirve el Potencial Z?
El potencial Zeta se puede utilizar para optimizar las formulaciones de suspensiones y emulsiones. Conocer el potencial Zeta puede reducir el tiempo necesario para producir formulaciones de prueba de los distintos materiales. También es una gran ayuda prediciendo la estabilidad a largo plazo de los materiales y evita el envejecimiento acelerado de los materiales.
Las mediciones del potencial Z son factores clave en los procesos coloidales que son los sistemas conformados por dos o más fases, normalmente una fluida (líquido o gas) y otra dispersa en forma de partículas generalmente sólidas y muy finas.
Los beneficios del potencial Zeta en suspensión
Además de afectar el comportamiento de floculación, el potencial Z también determina la capacidad de la partícula para interactuar con iones solubles, especies poliméricas, etc. Así pues, los beneficios que genera el potencial Z en suspensión son las siguientes:
- Mejora de la estabilidad de la suspensión/emulsión y, por lo tanto, la vida útil de los materiales
- Proporciona mayores rendimientos en productos fabricados a partir de suspensiones.
- Se obtienen propiedades superiores del producto final a través del control de la microestructura de la masa o del revestimiento en la etapa de suspensión.
- Procesamiento más rápido de las suspensiones
- Se consigue una introducción rápida de nuevos productos y formulación.
En los casos en que el potencial Z medido no es el que se busca se pueden utilizar los agentes tensoactivos, el cambio de pH o las adiciones de electrolitos para alterar y optimizar las propiedades de la suspensión.
Principales usos y aplicaciones del Potencial Z en la industria
Dado que las propiedades físicas de las suspensiones y los coloides dependen en gran medida de las propiedades de la interfaz partícula-liquido, conocer el potencial Zeta proporciona las siguientes aplicaciones prácticas sobre los materiales industriales:
- La preparación de dispersiones coloidales
Se utiliza en pinturas, tintas, tintes, preparaciones farmacéuticas y cosméticas, productos alimenticios, lodos de perforación, colorantes, espumas y productos químicos agrícolas.
- Utilización de dispersiones coloidales en los procesos de fabricación
Se utiliza en la fundición de cerámica, cementos y yeso, la fabricación de ladrillos y cerámica, los revestimientos de papel y los soportes de catalizadores.
- La utilización de fenómenos coloidales
Incluye la detergencia, los fenómenos capilares (importantes en la humectación de polvos), la expulsión de petróleo de la roca del yacimiento, la retención de humedad de los nutrientes en el suelo y en el revestimiento de superficies, la flotación de minerales, la absorción de impurezas como en el refinado de azúcar, la recuperación de disolventes y la deposición electroforética de pinturas.
- La destrucción de las dispersiones coloidales no deseadas
Las dispersiones coloidales no deseadas que se producen durante el tratamiento de purificación del agua, la clarificación de vinos y cervezas, la eliminación de aguas residuales, la ruptura de emulsiones de aceite, la deshidratación de lodos y la dispersión de aerosoles y nieblas.
- La reducción del coste de los aditivos
Se calcula la cantidad mínima necesaria para lograr el efecto deseado, como la cantidad de floculante que se añade al agua durante el tratamiento del agua.
- Utilización en la microelectroforesis
Proporciona imágenes de partículas en movimiento para caracterizar la sangre, las bacterias y otras superficies biológicas.
En definitiva, cuando la estabilidad es un factor importante en un proceso coloidal, entonces es necesario considerar las mediciones del potencial Zeta. Una magnitud de vital importancia en la industria. Contacta con nuestro equipo de Infinitia si quieres más información al respecto sobre su aplicación industrial.