Aerosol
Che cos'è un aerosol?
L'aerosol è una sospensione relativamente stabile di particelle liquide o solide in un mezzo gassoso; le dimensioni di tali particelle (al massimo 100 ÷ 1000 µm) devono essere tali da consentire una permanenza in sospensione delle particelle per un intervallo di tempo sufficientemente lungo.
Gli aerosol sono assai diffusi in natura e molto spesso svolgono un ruolo fondamentale in molti processi fisici: le nubi sono un tipico esempio di aerosol formato da particelle liquide di acqua disperse nell'aria, mentre i fumi - provenienti da processi di combustione - sono un tipico esempio di aerosol formato da particelle solide disperse nell'aria.
Come si forma un aerosol?
Sono svariati i modi in cui si possono formare gli aerosol.
La nebbia e le nubi, ad esempio, sono aerosol formati da particelle liquide di acqua disperse nell'aria che si originano quando dall'aria umida pervenuta a strati più freddi dell'atmosfera si separano gocce d'acqua intorno a nuclei di condensazione costituiti solitamente da particelle di polvere o di sali.
I fumi invece, che sono aerosol formati da particelle solide disperse nell'aria, si originano in seguito a processi di combustione incompleta (per esempio del carbone); piccole particelle solide si ritrovano disperse nell'aria.
La produzione intenzionale di aerosol si avvale invece di tecniche specifiche: un metodo comunemente impiegato è quello per cui un liquido o un solido finemente suddiviso viene disperso da un gas sotto pressione che fluisce lambendo un ugello di aspirazione.
Un altro metodo consiste nell'ottenere l'aerosol con il sistema degli atomizzatori rotativi (impiegato in molti vaporizzatori a spruzzo) in cui il liquido viene alimentato al centro di un disco rotante a forte velocità e disperso alla periferia per effetto della forza centrifuga.
Altri metodi quali quelli per vibrazione (meccanica o con ultrasuoni) o per azione di un campo elettrostatico sono invece riservati a casi specifici.
Proprietà ottiche ed elettriche degli aerosol
Le singole particelle di un aerosol non sono generalmente visibili, ma una nube, se di sufficiente densità, diventa visibile per effetto della diminuzione della trasmittanza della radiazione luminosa.
La diffusione della luce da parte di particelle trasparenti è direttamente proporzionale alla sesta potenza del raggio della particella ed è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica: poiché la luce blu è dunque più diffusa di quella rossa (ha infatti minore lunghezza d'onda), i fumi spesso appaiono di colore blu.
Per quanto riguarda invece le proprietà elettriche bisogna ricordare che generalmente gli aerosol sono carichi elettricamente: in determinate condizioni le nubi si caricano per induzione nell'atmosfera e, in conseguenza della coagulazione, la carica produce anche un alto potenziale rivelabile dalle insorgenza di fenomeni di illuminazione (fulmini).
Abbattimento di un aerosol
Le particelle degli aerosol possono essere precipitate mediante l'impiego di forti campi elettrici (tecnica che si realizza in molte industrie con i precipitatori elettrostatici) e anche - molto più facilmente - separate per filtrazione.
Un filtro per aerosol è costituito in genere da un soffice tampone di materiale fibroso con fibre di piccolo diametro e poco pressate; il diametro delle particelle deve essere inoltre più piccolo della larghezza delle maglie. Il filtro infatti non trattiene le particelle per effetto della sua porosità ma le particelle stesse sono soggette a collisioni accidentali con le fibre del filtro e tenute aderenti a esse per effetto di forze tipo van der Waals o di altra natura.
Impieghi degli aerosol
Gli aerosol vengono impiegati in svariati campi, tra cui ricordiamo i più importanti:
- per uso terapeutico (inalazioni);
- in ambito militare (cortine fumogene);
- in agricoltura (insetticidi, anticrittogamici e defolianti);
- in cosmetica (fissatori);
- nell'uso domestico (insetticidi, deodoranti);
- in estintori d'incendio;
- nel campo dei polimeri (per applicazione di strati di resine poliuretaniche espanse generate in situ).
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