Métodos de separação magnética

O método de separação magnética é um método que começou a ser usado durante a Segunda Guerra Mundial com a sucata. Mais tarde, em 1970, introduziram-se três formas de separação: os ímanes elevados, o tambor e as polias magnéticas.

A separação de ímanes, também conhecida como imantação, é um método que se utiliza para separar substâncias nas quais um dos elementos, dos dois que combinam a mistura heterogénea, possui propriedades magnéticas.

A separação magnética de misturas heterogéneas através da imantação utiliza a suscetibilidade magnética de um dos componentes magnéticos. Esta técnica consiste em atrair materiais magnéticos que contêm componentes ferromagnéticos, com o auxílio do magnetismo e de um íman sobre a mistura. Consequentemente, o íman atrairá as partículas metálicas separando-as do componente não metálico.

Dependendo da suscetibilidade magnética, os minerais podem ser: paramagnéticos, ferromagnéticos, diamagnéticos.

A separação magnética tem duas funções: a eliminação de partículas de ferro de uma mistura, e a separação de elementos magnéticos de outros não magnéticos (mistura homogénea). Para utilizar este método de separação, a mistura homogénea deve cumprir com a seguinte característica: um dos componentes deve conter propriedades magnéticas.

Fatores da separação de substâncias magnética

A separação magnética depende de 3 fatores:

1. Força magnética → vemo-la refletida no número de gauss.

2. Força gravítica → refere-se à distância entre os centros de gravidade, em referência às partículas.

3. Forças de atração →é a força que vemos quando aproximamos o íman à mistura.

A separação magnética utiliza propriedades magnéticas dos minerais. É por isso que, dependendo do tipo de minerais que queremos separar, devemos empregar um íman com mais ou menos Gauss:

- 500 – 5.000 → fortemente magnéticos (magnetite).

- 5.000 – 10.000 → moderadamente magnéticos (granate).

- 10.000 – 18.000 → debilmente magnéticos (hematite).

- 18.000 – 23.000 → pobremente magnéticos (bornite).

Aplicações dos separadores magnéticos

Os separadores magnéticos podem ser empregados em várias aplicações como: misturas de ferro, minerais de ferro, reciclagem de sucata, fitas transportadoras, limpeza de água…

A separação magnética pode ser encontrada em várias indústrias como:

- Indústria da reciclagem → podemos encontrá-las no processo de reciclagem para classificar os objetos em função do material.

- Indústria alimentar → é empregada para obter produtos de qualidade e sem resíduos de impurezas.

- Indústria mineira e pedreira → aqui utiliza-se para a extração do ferro.

Lei de Gauss

A lei de Gauss, também conhecida como o teorema de Gauss, foi descoberta por Karl Friederich Gauss, um matemático que, em 1835, formulou a relação que se encontrava entre o fluxo elétrico que circula numa superfície fechada que tem uma carga elétrica. Mas só em 1869 é que esta foi publicada.

A lei de Gauss estabelece que o fluxo do campo elétrico que encontramos na superfície fechada é a mesma que a carga que há entre o interior da superfície e a permeabilidade de vazio.

Que propriedades tem a lei de Gauss?

As propriedades da lei de Gauss:

- O fluxo elétrico é diretamente proporcional à carga líquida da superfície fechada.

- Por muito irregular que o fluxo elétrico seja, este é independente da forma da superfície.

- Este fluxo elétrico não depende do modo como a carga que se encontra dentro da superfície em questão está distribuída.

- O número de linhas que atravessam a superfície é zero (0) pelo que as cargas exteriores não contribuem nada para o fluxo elétrico.

Fórmula do teorema de Gauss?

Para obter a carga elétrica total precisamos de empregar a seguinte fórmula

O vetor de E = campo elétrico

d junto ao vetor S_. = vetor de superfície

Q = carga

_ɛ0= permeabilidade de vazio, 8.85pFm^-1

Para além desta fórmula, também podemos encontrá-la mediante a fórmula diferencial. Esta fórmula diferencial é obtida pelo teorema da divergência.

p= densidade de carga por volume

∇ = divergência

Tal como foi mencionado antes, o fluxo do campo elétrico numa superfície fechada é proporcional à sua carga.

A lei em forma de uma esfera

Para saber o campo magnético que uma esfera possui, devemos empregar a lei de gauss. O teorema de Gauss mostra-nos que o campo elétrico que a esfera tem é igual à magnitude, independentemente do ponto da superfície em que se encontre.

Ao contrário da lei de Gauss normal, quando esta é aplicada a uma esfera, para averiguar o campo magnético que uma esta tem, devemos apenas multiplicar a força do campo magnético (a que se encontra na superfície da esfera) e multiplicá-la pela área da sua superfície, obtendo a seguinte fórmula:

Para obter o campo elétrico no raio, deverá ser obtida mediante a seguinte fórmula:

Pelo outro lado, quando se quiser aplicar outra carga, devemos agregá-la à parte superior multiplicando a outra parte superior da fórmula.

Indução eletromagnética

A indução eletromagnética foi descoberta por Michael Faraday em 1831 quando demonstrou a capacidade para produzir uma corrente elétrica induzida a partir de um campo magnético. Consequentemente, com esta descoberta abriu-se a porta para a construção de geradores.

O que é a indução eletromagnética?

A indução eletromagnética é a produção de eletricidade por correntes elétricas através de campos que mudam ao longo do tempo. Isto significa que se utiliza o magnetismo para produzir esta eletricidade.

Ao alterar-se o fluxo de campo magnético, isto é, a quantidade de linhas de campo magnético que se encontra numa corrente elétrica. O fluxo de campo magnético na indução eletromagnética, de acordo com o Sistema Internacional, está representado com (Wb)

O fluxo magnético representa-se com Φ e o número de linhas que atravessam a superfície pode ser calculado mediante:

Φ = (N) · B ·S ·cos (α)

No qual:

- N = Número de espiras

- B = Campo magnético representado em Teslas

- S = Superfície representada em m²

A conservação da energia na indução eletromagnética é dada pela lei de Lenz, a qual estabelece que o campo magnético se desloca em sentido contrário ao fluxo. .

A indução eletromagnética está refletida na lei de Faraday e na lei Lenz. Atualmente, estas duas leis estão baseadas e explicam a eletromagnética. Ao contrário da lei de Lenz, a lei de Faraday estabelece a variação do fluxo magnético em função do tempo. A tensão existente no circuito elétrico é diretamente proporcional à mudança no tempo em que o fluxo atravessa uma superfície.

O que é a interferência eletromagnética?

A interferência eletromagnética é o mesma que a indução eletromagnética, com a diferença que se emprega um eletroíman, ou um íman estável, em vez de um íman. Os sensores de indução eletromagnética são empregados em diferentes áreas, como por exemplo: ciências e geofísica.

Podemos encontrar dois grupos:

1. Intencional = este tipo de grupo caracteriza-se por emitir de forma deliberada sinais emitidos com a finalidade de criar interferências.

2. Não intencionais = é um grupo de interferência eletromagnética que produz interferências de forma acidental, obtendo consequentemente um efeito não voluntário.

Para além desta classificação, também podemos encontrar:

1. Interferências radiadas = considera-se que uma interferência é radiada quando o sinal que se propaga através do ar entre a fonte e a vítima através de radiação eletromagnética.

2. Interferências conduzidas = este tipo de interferência ocorre quando esta se propaga mediante a relação comum entre emissor da interferência e recetor. Propagam-se através de um cabo.