02 – PROCEDIMENTOS PARA DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE RELATIVA DOS MINERAIS: UMA VIVÊNCIA NOS LABORATÓRIOS DE MINERALOGIA DO MUSEU DE GEOCIÊNCIAS DA UFPA

Ano 08 (2021) – Número 01 Artigos

 10.31419/ISSN.2594-942X.v82021i1a2MESX

 

 

Milson Edmar da Silva Xavier

Geólogo, Eng. de Segurança do Trabalho, autônomo, milsonest@gmail.com.

Recebido em 10 de julho de 2018

Revisado em 19 de fevereiro de 2021

Aceito em 22 de março de 2021

 

ABSTRACT

The role of Mineralogy in society has an extraordinary and unique importance, to the point of verifying its presence both on the wall of the environment where the individual is, in times of pandemic, or on the unoccupied asphalt of the external environment. In the study of Mineralogy, the determination of the relative density of minerals is a constant assignment of professionals in the mineral industry, either for the purpose of identifying mineral substances or for solving storage and transportation issues. Therefore, knowing the equipment and which procedures for determining it are fundamental issues for solving these problems. In this way, descriptions of operational procedures of some equipment are presented, built with the purpose of determining the relative density of minerals, as a way to contribute to undergraduate students in Geology or similar sciences.

Keywords: Geology, Mineralogy, Relative density

 

INTRODUÇÃO

A mineralogia é de fundamental importância para o curso de Geologia. É a ciência que estuda os minerais, que por sua vez são constituintes das rochas.  Esta é composta por um conjunto de minerais característicos, responsável pela sua classificação. A determinação precisa do tipo de mineral pode ser alcançada através da descrição de suas propriedades físicas como forma, hábito, cor, brilho, diafaneidade, clivagem, fratura, dureza, traço, magnetismo, densidade relativa, tenacidade.

O diagnóstico do mineral em atividade de campo, segundo Klein & Dutrow (2012), requer análise de características como o brilho, dureza, cor do traço e clivagem em que as tabelas por eles construídas permitem fazer a determinação seguindo a ordem de investigação sugerida. Na mesma linha Costa (1996) apresenta a seguinte ordem: brilho, traço, dureza, densidade, clivagem, cor, hábito e as demais. Observa-se que a densidade, na sugestão deste autor, antecede à clivagem da ordem apresentada por aqueles autores.  Assim, a densidade é apresentada como uma propriedade física muito característica para o diagnóstico do mineral.

Entre as propriedades, a densidade relativa revela-se como o divisor de água diante de outras características físicas semelhantes do mineral e pode ser obtida por mecanismos simples de pesagem da amostra no ar e imersa em água, além do uso de equação física que mostra as relações entre massa e volume. Entretanto, não dá para levar uma balança ao campo, face ao inúmero de outras ferramentas também importantes e imprescindíveis ao trabalho. Mas, utilizando-se do conceito de densidade relativa média segundo Dana & Hurlbut (1974), em que os minerais não metálicos mais comuns e abundantes(quartzo, feldspato e calcita) estariam na faixa de densidade relativa entre 2,5 e 2,75  e  para os minerais metálicos a densidade relativa média estaria em torno de 5,0(aproximadamente da pirita d=5,0) ,  pode-se desenvolver o sentido de peso relativo em que a prática de manejar amostras, de uma dado tamanho,  em ambas as mãos, aponta a mais densa em uma delas. Esta prática permitiria a inclusão de pequena amostra de pirita, quartzo, feldspato e calcita entre os objetos principais da atividade de campo.  Em certas situações as amostras comparativas poderão ser colhidas no próprio campo, dependendo da área, a ser mapeada, acusar ou não esses minerais.

Por outro lado, a utilização da propriedade requer alguns cuidados na seleção da amostra a ser investigada. Pureza do mineral, compactação, ausência de fendas, cavidades e volume da amostra são condições determinantes para o significado do resultado, seja qual for o instrumento de medição a ser empregado: balança de Jolly, balança tipo Berman, balança da DIAL-O-GRAN OHAUS, balança GEHAKA adaptada ou balança doméstica.

Assim, no intuito de contribuir com os egressos do ensino médio ao curso de Geologia e resgatando material de quando monitor da disciplina Mineralogia I do curso de Geologia da UFPA, nos idos de 80, este trabalho apresenta os procedimentos operacionais de algumas balanças antigas e modernas, fazendo notar, principalmente na Balança de Jolly, a mais antiga, seus fundamentos e princípios de funcionamento baseados na Lei de Hooke e no Princípio de Arquimedes. Da mesma forma, o picnômetro é abordado e apresentado como um dos procedimentos antigos, mas ainda largamente utilizado na indústria mineral devido, entre ouras situações, a de não se conseguir um mineral com massa homogênea suficiente para utilização em balanças. Outros equipamentos com funcionamento através de dispositivos dial ou digitais para determinação de densidade relativa são mais simples e fáceis de manuseio, entretanto, pouco ou nada despertam nos alunos de graduação o questionamento sobre os seus fundamentos e princípios.

Cabe aqui também um alerta, que certamente estará em todos os laboratórios de instituições de ensino, quanto às questões de saúde e segurança nos locais de trabalho por eles desenvolvidos. Com as exigências cada vez maiores de certificações de empresas nos quesitos de Qualidade, Meio Ambiente, Responsabilidade Social, Compliance e Segurança do Trabalho, as corporações da indústria mineral estão dando o devido papel a essas questões.

 

METODOLOGIA

Antes da era digital, ainda não oficializada como unidade do Tempo Geológico, os métodos e instrumentos para determinação da densidade relativa de minerais ficavam restritos ao manejo de espécimes de minerais  para adquirir um sentido de peso relativo e ao uso de instrumentos do tipo balança com vários sistemas construtivos, dentre os quais o alongamento de mola espiral (Balança de Jolly),  torção e escala (Balança tipo Berman),  braço graduado (balança de braço), além de picnômetro e líquidos pesados (bromofórmio e iodeto de metileno). Muitos desses métodos ainda são largamente empregados nos dias atuais, apesar de grandes avanços na construção de balanças hidrostáticas e de precisão digital e radiométricos.

No presente trabalho são apresentados os procedimentos operacionais de alguns desses instrumentos e seus fundamentos físicos para determinação da densidade relativa, a fim de despertar ao operador desses instrumentos o questionamento e as razões da operação de medição e/ou cálculo dessa característica física dos minerais que é a densidade relativa.

Os equipamentos utilizados para a descrição dos procedimentos são os encontrados no Laboratório do Museu de Geociências da UFPA e vão desde o mais antigo (Balança de Kraus-Jolly) ao mais moderno à época do levantamento (2018), a Balança Digital GEHAKA BG 1000.

Para ilustrar que o procedimento para determinação da densidade relativa de uma amostra de mineral também pode ser realizado através de qualquer balança, inclusive de aplicação doméstica, foi utilizada a Balança Digital de Cozinha, marca 123Útil Ref UD130, de uso doméstico.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Define-se massa específica ou densidade de uma substância como a razão entre sua massa m e seu volume V, conforme segue:       

 

  ρ = m / V

 

Na Mineralogia trabalha-se com a densidade relativa.

 

Segundo Montanheiro (2004) a densidade relativa (a um padrão) é a razão entre a massa específica da substância e a massa específica do padrão. Adota-se comumente como padrão a água pura a 4°C, que é a temperatura de máxima densidade da água e igual a 1,0 g/cm3. Assim sendo, a densidade relativa e a densidade de um corpo na unidade de g/cm3 são numericamente iguais.  Ainda segundo a autora, pelo princípio de Arquimedes, um corpo submerso em um líquido (parcial ou totalmente) fica sujeito a uma força de empuxo E do líquido, de direção vertical, de baixo para cima, e com intensidade igual ao peso do líquido deslocado. Logo, E = mL g onde mL é a massa do líquido deslocado.

 

Ainda, como mL = ρL V, onde ρL é a densidade do líquido e V o volume submerso, temos a equação E = ρL V g (1)

 

O volume submerso, que é o que interessa no momento, será obtido em função de sua massa mS e da sua densidade ρs.   Assim,

 

V = mS / ρS

 

Substituindo V na equação 1, obtemos

 

E = ρL (mS / ρS) g

 

Como E = mL g,

 

então   mL g = ρL (mS / ρS) g  

 

Simplificando obtemos:

 

mL / ρL = mS / ρS     

 

e ainda:      

 

ρS = ρL  (mS / mL)

 

que é a equação da densidade do sólido em função da sua massa e da massa do líquido deslocado.

 

Por este motivo que diversos autores, dentre eles Costa (1996), expressam a densidade relativa como um número (adimensional) que revela quantas vezes o mineral é mais pesado que igual volume de água deslocado. A unidade g excluída nos dois lados da equação corrobora essa assertiva.

 

O valor mL que aparece na equação pode ser determinado através da diferença indicada abaixo:

 

mL = B‘- B, onde B é a massa do béquer com água e B’ a massa de B + a massa do líquido deslocado.  Essas são as equações fundamentais para a determinação da densidade relativa utilizadas na descrição dos procedimentos a seguir.

Antes de qualquer procedimento em laboratório, seja ele de cunho científico ou corporativo, deve-se atentar para as orientações de saúde e segurança estabelecidas em normas próprias do laboratório, divulgadas em forma de cartazes e quadros de sinalização, a fim de evitar acidentes. Não é aconselhável iniciar quaisquer procedimentos em laboratório sem a observância dessas normas.

 

Procedimento simples usando uma balança qualquer, inclusive de uso doméstico.

Neste procedimento foi utilizada a Balança Digital de Cozinha, marca 123Útil Ref UD130, de uso doméstico (figura 1) e um recipiente de vidro que suportasse a amostra escolhida.

Figura 1. Balança de uso doméstico utilizada no primeiro procedimento

 

Na determinação da densidade de sólidos, devemos utilizar água destilada como o líquido padrão, cuja densidade é igual a 1g/cm3 (ρL = 1). Neste procedimento foi utilizada uma amostra de topázio, de formato pouco regular, pesando 14g.

Deve-se fazer os procedimentos iniciais de calibração da balança, que neste caso da balança doméstica de 10kg marca 123Útil UD130 é a simples verificação da tara.

  1. Coloque na balança a amostra seca, sem esquecer das condições que devem ter uma boa amostra. Determine sua massa mS(figura 2);

    Figura 2. Pesagem de um pequeno exemplar de topázio com valor de mS = 14g

  2. Coloque um béquer, ou um recipiente de vidro, contendo água destilada (escolhida como líquido padrão) na balança e anote a massa (figura 3);

    Figura 3. Obtenção da massa, em grama, do conjunto recipiente + água = 188g

  3. Através de um pedaço de linha nylon bem fina, ou similar, pendure a amostra e mergulhe-a totalmente no líquido, sem que ela toque as paredes ou o fundo do recipiente (figura 4);

    Figura 4. Detalhe da mesma amostra de topázio pendurado por barbante com indicação da massa do conjunto recipiente + água + volume do líquido correspondente ao formato da amostra = 192g

  4. Anote a massa, que será registrada pela balança com um valor B’=192g;
  5. Calcule a massa mL pela diferença B’- B = 192-188, logo mL = 4
  6. Calcule a densidade ρS da amostra de topázio pela equação ρs = ρL (mS / mL) ;
    ρS = ρL (mS / mL)ρS = 1 (14 / 4) = 3,5

 

Atentar para o fato de que a balança doméstica utilizada trabalha com valores inteiros, na fração grama (g) da Unidade do Sistema Internacional quilograma(kg), com sua capacidade máxima para 10kg. Esta situação deve ser observada em todos os equipamentos a serem utilizados em experimentos de toda ordem.

Caso a precisão da balança atingisse valores de duas casas decimais, o resultado seria mais exato, apesar de já bastante confiável no valor de 3,5 para a média da densidade relativa do topázio que fica entre 3,4 e 3,6.

É importante ressaltar sobre a pesagem da amostra totalmente imersa no líquido do recipiente, mas colocada no fundo deste (figura 5). Neste caso, o valor é bem superior ao do conjunto recipiente + água + volume de líquido deslocado quando a amostra está suspensa. O valor do conjunto, com a amostra no fundo, tem pouca serventia para a determinação da densidade relativa, pois o que se procura com essa técnica é o valor do acréscimo (massa do líquido deslocado) correspondente ao volume da amostra analisada.

Figura 5. Pesagem da amostra, no fundo do recipiente, com leitura da massa do conjunto (recipiente + água + amostra no fundo) em 202g.

 

Procedimento para uso da Balança de Jolly

Um procedimento para a determinação acurada da densidade relativa pode ser realizado através de uma Balança de Jolly (figura 6).  Essa balança atua fundamentando-se em uma mola disposta na frente de uma escala graduada. Suspende-se na extremidade da mola o mineral em estudo e, segundo o princípio de Hook, a distensão da mola é proporcional ao peso do mineral. Com a Balança de Jolly é possível compreender e identificar de forma prática a densidade relativa dos minerais. Vale ressaltar que esse material a ser manuseado (amostra mineral) deve estar homogêneo e impermeável, uma vez que será submerso em água, além de se observar as condições da amostra como compactação, ausência de fendas, cavidades, volume e amostra monominerálica. Essas condições são determinantes para o significado do resultado, seja qual for o instrumento de medição a ser empregado.

Figura 6. Componentes construtivos da Balança de Jolly. Adaptado de Mattos (2008).

 

A figura 7 ilustra as três etapas de medição da amostra a ser analisada. Deve-se observar o perfeito posicionamento do olho no dispositivo de leitura da balança, a fim de obter maior precisão.

Figura 7. A- Posição inicial com ajustes realizados; B- Leitura da amostra no prato superior e C- Leitura da amostra submersa em água. Adaptado de Mattos(2008).

 

O procedimento detalhado do uso da balança de Jolly está descrito, pelo fabricante, em Dana & Hurlbut (1974) e em Costa e Rodrigues (2012) e se constitui no seguinte:

  1. Realizar a primeira leitura(L1) com os pratos vazios, observando o nivelamento da balança e o valor na escala graduada. Anotar a L1(figura 8);

    Figura 8. Primeira leitura(L1) com os pratos da balança vazios. Adaptado de Mattos (2008)

  2. Colocar a amostra no prato superior e realizar a segunda leitura(L2) com as mesmas observações do item anterior. Anotar a L2 (figura 9);

    Figura 9. Segunda leitura (L2) com a amostra no prato superior. Adaptado de Mattos (2008)

  3. Colocar a mesma amostra no prato inferior, submerso na água do copo, observando que o pêndulo deve ficar no nível de água deste. Aqui cabe mais uma vez reforçar para as características da amostra a ser analisada que deve ser monomineral, compacta, sem fendas e sem cavidades. Realizar a terceira leitura(L3) com as mesmas observações dos itens anteriores. Anotar a L3(figura 10);

    Figura 10. Terceira leitura (L3) com a amostra no prato inferior e totalmente submersa na água do copo. Adaptado de Mattos (2008).

 

De posse das leituras L1, L2 e L3, chega-se ao seguinte resultado da densidade da amostra analisada, utilizando as fórmulas abaixo:

D = Massa / Volume, onde

L2 – L1 corresponde ao valor proporcional ao peso da amostra, dado pela deformação da mola;

L2 – L3 corresponde ao valor proporcional ao volume, dado pelo aumento do volume do líquido no copo e correspondente diminuição de L3 na escala.

Assim:  D = L2-L1 / L2 – L3,  portanto adimensional como referido acima.

Para determinação de densidade de amostras de agregados de solo, o procedimento requer tratamento de impermeabilização com parafina ou resinas específicas, conforme descrito em AULER et al 2017.  Para esses agregados de solo há também a possibilidade de cálculo da densidade através de picnômetro ou ainda da própria Balança de Jolly com agregados parafinados.

 

Procedimento para utilização de Picnômetro

Na indústria mineral os processos de manuseio do minério são construídos para atender grandes volumes e na forma de grãos e polpa do minério. As questões logísticas requeridas envolvem acondicionamento e transporte do material, tanto do minério em si, como de seu rejeito. Para conviver e/ou resolver tais questões, a determinação das densidades relativa e aparente é de extrema importância. Observa-se aqui que a determinação da densidade relativa não é, unicamente, utilizada para determinação do tipo de mineral, minério ou rocha.

A densidade aparente de material em grãos é de fácil determinação, pois considera o volume total da amostra com seus espaços vazios entre os grãos e é determinada no ar. Isto é importante para resolver as questões que envolvem os processos de acondicionamento do rejeito, concentrado, etc…

A densidade relativa de sólido, nas condições ideais das amostras descritas anteriormente, é de fácil determinação, porém, para grãos, deve-se considerar o volume do conjunto de grãos da amostra, desprezando os espaços vazios entre eles.  Desta forma, como não se dispõe de uma amostra homogênea, compacta e em volume suficiente para análise diretamente em uma balança, recorre-se ao uso do picnômetro. Este, permite obter com exatidão a densidade relativa tanto de pó como de agregado de fragmentos do mineral ou minério.

Um picnômetro consiste em um balão de vidro com fundo chato e tampa, também de vidro, com um orifício capilar na tampa ou rolha de vidro e com capacidade em volume conhecida (figura 11).

Figura 11. Picnômetro de 25ml utilizado, entre outras, para determinação de densidade relativa de agregados minerais. Fonte: https://pt.aliexpress.com/item/32785645048 .html. Acesso em 15.01.2021

 

As medidas de densidade com o picnômetro requerem ainda o uso de uma balança de precisão, conforme descrito a seguir:

  1. Utilizando uma balança de precisão, pesar o picnômetro vazio com sua tampa ou rolha. Anotar o valor como M1;
  2. Introduzir no picnômetro os fragmentos do mineral, tampando o frasco (picnômetro). Pesar e anotar o valor como M2;
  3. Com água destilada, encher parcialmente o picnômetro, que já contém a amostra em investigação. Levá-lo ao banho maria até o ponto de fervura da água por alguns minutos e depois resfriar completamente. Completar o picnômetro com água destilada até a parte superior da abertura capilar da tampa. Pesar e anotar o valor como M3;
  4. Esvaziar o picnômetro, retirando inclusive a amostra, e torná-lo a encher somente com água destilada. Pesar e anotar o valor como M4.

O resultado do valor da densidade relativa será obtido através da fórmula:

d=(M2-M1)/(M4+M2-M1-M3)

 

Procedimento para utilização da Balança de Braço tipo DIAL-0-GRAN OHAUS 

Outra balança bastante utilizada é a balança de braço de modelo DIAL-0-GRAN OHAUS. Para fins de aplicação didática o Prof. Dr. Marcondes Lima da Costa adaptou um dispositivo ao prato suspenso com a finalidade de receber as amostras a serem analisadas quanto a sua densidade relativa (figura 12).

O procedimento é similar ao de qualquer balança digital, contrastando apenas na forma de leitura que é através de dispositivo dial, escala fixa e feixes graduados. Esta balança é composta por: I) um feixe de auto-alinhamento, graduado em escala com posições de 10 em 10 gramas e outro feixe graduado em duas posições de 100 gramas de acréscimo, totalizando o máximo de 300 gramas nos feixes; II) uma escala fixa de 10 gramas dividida em unidade de grama, sobre o qual desliza um dispositivo dial para obtenção de até duas casas decimais na leitura; III) um prato de aço inox com alça; IV) uma base em três pontos (figura 13).

Figura 12. Balança DIAL-O-GRAN OHAUS. Laboratório do Museu de Geociências da UFPA com a adaptação para fins didáticos.

 

Figura 13. Balança DIAL-O-GRAN OHAUS e seus componentes principais. Fonte: adaptado de https://us.ohaus.com/en-US/Dial-O-GramandCent-O-Gram300Series.

 

Os fundamentos e princípios do procedimento para determinação da densidade relativa de uma amostra nesta balança são os mesmos descritos quando da utilização da balança digital de uso doméstico antes referido. Entretanto, a balança com dispositivo dial requer alguns cuidados, o que torna sua operação de leitura mais minuciosa, e exige bastante atenção do operador:

  1. O início dos trabalhos se dá com a tarefa de “zerar” as duas escalas (fixa e dial) e alinhar os feixes graduados com auxílio do botão de ajuste da esquerda, para eliminar o peso da tara que corresponde ao peso do prato e suporte da amostra a submergir na água do béquer, quando necessário (figura 14);

    Figura 14. Detalhe dos ajustes do início do procedimento com as indicações necessárias. A=seletor de ajuste; B=coincidência dos traços em zero e C=dispositivo móvel do feixe na posição zero (0) grama.

  2. Com a balança ajustada, coloque um béquer contendo água destilada, de preferência, no prato suspenso da balança e insira o suporte da amostra no béquer (figura 15). Pese e anote a massa B fazendo a leitura da dezena de grama no feixe graduado, a fim de iniciar o nivelamento do feixe, buscando a conclusão deste através do manuseio do dispositivo dial até encontrar a melhor coincidência dos traços entre a escala fixa e o dial (figura 16). A leitura será a soma da dezena do feixe, por exemplo 10, 20, 30….90 gramas + unidades da escala fixa e décimos da coincidência dos traços.

    Figura 15. Detalhe do suporte adaptado para receber a amostra a ser analisada.

    Figura 16. Detalhe de coincidência dos traços indicadores das casas decimais.

  3. Colocar a amostra no dispositivo apropriado para recebê-la e mergulhe-o totalmente no líquido do béquer, sem que o suporte (porta amostra) toque suas paredes ou o seu fundo. Fazer a leitura conforme item anterior para determinar a massa B’ (figura 17);

    Figura 17. Ilustração da colocação da amostra no dispositivo apropriado

  4. Calcule o volume mL (que corresponde ao valor em massa, pois a densidade da água destilada a 4º.C é igual a 1) pela diferença B’- B.
  5. Determine a massa mS da amostra através da balança. Colocar e pesar a amostra no dispositivo suspenso fora da água do béquer (figura 18);

    Figura 18 – Detalhe da pesagem da amostra em dispositivo suspenso e fora da água do béquer

  6. Calcule a densidade ρS da amostra pela equação ρS = ρL (mS / mL);

 

Procedimento para utilização da Balança Digital de fabricação GEHAKA, modelo BG 1000 .

Outra balança utilizada para a determinação da densidade relativa de sólidos, como amostras de minerais por exemplo, é a balança digital GEHAKA BG 1000. Esta é uma das balanças que também vem sendo utilizada no laboratório do Museu de Geociências da UFPA. Os princípios e os fundamentos físicos são os mesmos utilizados até aqui.

O procedimento de pesagem no ar e depois em um líquido (água) é o mesmo descrito no modelo de balança de braço. Entretanto, a leitura torna-se mais facilitada devido a observação ser realizada diretamente no visor digital (figura 19), sem necessidade de inúmeros ajuste de operação.

Figura 19. Detalhe da balança digital modelo BG 1000 de fabricação GEHAKA
Fonte: https://www.gehaka.com.br Acesso em 26.08.2018.

 

Entretanto, existem outros equipamentos mais sofisticados atualmente. A própria fabricante GEHAKA já não mais disponibiliza esse modelo BG 1000.  Em seu site é possível encontrar diversas balanças analíticas e semianalíticas, inclusive equipamentos medidores de densidade para sólidos e/ou líquidos, além de impressora acompanhando o equipamento (figura 20).

A evolução é tamanha que na descrição do produto o fabricante informa que o equipamento possui cinco teclas e a operação é simples e intuitiva, dispõe de precisão de medida ajustada de uma a três casas decimais, calibração com água pura e sistema de compensação de temperatura automático.

Figura 20. Medidor de densidade DSL-910 de fabricação GEHAKA e impressora associada. Fonte: https://www.gehaka.com.br/produtos/linha-pesagem/medidor-de-densidade-solidos-e-liquidos. Acesso em 15.01.2021.

 

CONCLUSÕES

Para a determinação da densidade relativa, especificamente dos minerais, algumas exigências devem ser feitas sobre as condições da amostra analisada. Os procedimentos adotados requerem uma amostra monominerálica, ou seja, que o mineral esteja o mais puro possível, que seja uma amostra compacta, sem fendas, fissuras ou cavidades que podem mascarar o resultado, e não deve ser solúvel em água, obviamente. Quando o for, deve se utilizar outro líquido

A tecnologia e o desenvolvimento industrial permitem a oferta de equipamentos cada vez mais sofisticados, mas a escassez de recursos financeiros pode limitar essas novas aquisições. Entretanto, conhecendo os princípios e fundamentos científicos da construção e funcionamento de alguns equipamentos e com uma boa dose de criatividade, pode-se chegar aos mesmos resultados esperados. Isto está exemplificado nos dispositivos adaptados pelo Prof. Dr. Marcondes Lima da Costa nas balanças OHAUS e Jolly ainda em uso em sala de aula no curso de Geologia da UFPA.

O uso de balança doméstica é outro exemplo que pode estimular os estudantes na busca pelo entendimento dos princípios de funcionamento dos equipamentos de determinação da densidade relativa dos minerais, a fim de se conseguir alternativas para os resultados esperados.

Com o uso de uma simples balança doméstica e da inexistência de casas decimais em sua tela de leitura, o resultado obtido com esse equipamento foi bastante satisfatório. Outro fator muito importante para esse resultado, apesar da limitação da balança, foi a escolha de uma amostra de topázio que reunisse todas as características ideais de homogeneidade e impermeabilidade.

A técnica de pesar a amostra suspensa, mas submersa no líquido, após a pesagem do recipiente com o líquido, deve ser reforçada ao estudante para o real entendimento da tarefa executada. O alunado deve entender que o que está sendo proposto é a obtenção da massa do líquido, correspondente ao volume da amostra, que foi deslocado para cima no recipiente, quando neste mergulhada a amostra.

Na determinação  da densidade relativa de amostra sólida de mineral, com as características de homogeneidade e impermeabilidade, a tarefa tem certa facilidade na execução, mas quando o problema envolve agregados ou material pastoso, como é o caso dos problemas de infraestrutura  da indústria mineral, a solução requer outros caminhos para determinação da densidade relativa, com por exemplo  o tratamento dos agregados com substâncias especiais (parafinas e resinas específicas) ou utilização de técnicas antigas (picnômetro), mas ainda em uso em larga escala no setor industrial ou então as radiométricas e ainda o método picnômetro a gás.

Cada vez mais a indústria fina disponibiliza equipamentos com tecnologias avançadas que beneficiam não só o setor mineral como vários setores industriais. O Medidor DSL-910 de fabricação GEHAKA traz inúmeros avanços nesse sentido como os princípios ergonômicos ao oferecer uma operação simples e intuitiva. Oferece ainda uma maior precisão do equipamento com possibilidade de resultados de até três casas decimais, sistema de compensação de temperatura automático, entre outros.

 

Agradecimentos

Ao Prof. Dr. Marcondes Lima da Costa pela, como sempre, boa e cordial insistência em cobrar tarefas que haviam caído no abandono devido as agruras e os afazeres da vida, que surgem inesperadamente.

 

REFERÊNCIAS

AULER, A.C. PIRES, L.F.  BRINATTI, A.M. SAAB, S.C. 2018. Densidade de agregados de solo: Uso da balança de Jolly em aulas de física experimental para educação em ciência do solo. Rev. Bras. Ensino Fís. Vol.39 nº 1 São Paulo, 2017 Epub 24-Out-2016. Disponível em http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2016-0154.  Acesso em 09.07.2018.

COSTA, M.L. 1996. Minerais, rochas e minérios – Riquezas minerais do Pará. Belém: Falângola, 309p.

COSTA, M.L.; RODRIGUES, S.F.S. 2012.  Ciência dos minerais: mineralogia. Belém: GTR Gráfica e Editora, 80p.

DANA, J.D.; HURLBUT JR, C.S.  1974. Manual de Mineralogia. Tradução Rui Ribeiro Franco – Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico S/A e EDUSP, 354p +.

KLEIN, C.; DUTROW, B. 2012. Manual de ciências dos minerais. Tradução e revisão técnica: Rualdo Menegat – 23ª. Ed – Porto Alegre: Bookman, 706p.

MATOS, J.J.M. 2018. A balança de Jolly. Determinação da densidade de um mineral. Acessível em http://memoriarecenteeantiga.blogspot.com.br/2008/06/balana-de-joly. html .    Acesso em 29.05.18

MONTANHEIRO, M.N.S. 2018. Determinação da densidade de sólidos e líquidos pelo princípio de Arquimedes. 2004. Disponível em https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica /article. Acesso em 14.05.2018.

 

 

 10.31419/ISSN.2594-942X.v82021i1a2MESX