Cos'è un mezzo poroso?
Un mezzo poroso è una sostanza che contiene pori o spazi tra materiale solido attraverso il quale può passare il liquido o il gas. Esempi di media porosi presenti in natura includono sabbia, terreno e alcuni tipi di pietra, come pomice e arenaria. Spugne, ceramiche e schiuma reticolata sono anche fabbricati per l'uso come media porosi. Le possibili applicazioni di questi materiali nella scienza, nell'industria e nella vita quotidiana sono vaste, sebbene siano forse più comunemente usate come filtri.
fisicamente, un mezzo poroso può essere distinto da altri materiali - inclusi altri media porosi - per la sua porosità o le dimensioni dei suoi pori. I materiali con bassa porosità sono meno permeabili e in genere hanno pori più piccoli, rendendo più difficile per il gas o il liquido passare attraverso di loro, mentre i materiali con porosità elevata hanno pori grandi e sono facilmente permeati. La porosità è una considerazione importante nel filtraggio, poiché se le particelle devono essere rimosse da un mezzo poroso, i pori devonoSii abbastanza piccolo da intrappolarli efficacemente. I geologi considerano anche la porosità della pietra e del terreno circostante quando si conducono osservazioni di bacini di petrolio e gas naturale. Il gas naturale intrappolato nella pietra a bassa porosità è noto come "gas stretto" ed è più difficile da accedere rispetto ad altre riserve.
La porosità varia da una bassa percentuale di denso scisto e arenaria a circa il 50% di sabbia e fino al 70% in argilla. I materiali artificiali possono essere ancora più porosi. Ad esempio, la schiuma reticolata, un mezzo poroso utilizzato nei filtri del condizionatore d'aria e negli applicatori cosmetici, ha una porosità fino al 98%.
Una delle applicazioni più comuni dei media porosi nella scienza e nell'industria è la filtrazione. Negli impianti di produzione, questi materiali possono essere utilizzati per filtrare gas o liquidi meccanicamente, intrappolando particelle o chimicamente, rimuovendo selettivamente determinati composti. La sostanza da filtrareè teso attraverso il mezzo poroso e viene purificato mentre passa attraverso i pori nel materiale. Esempi di usi industriali di questo metodo includono il trattamento delle acque e la raffinazione del petrolio.
I media porosi sono spesso utilizzati anche nei sistemi di acquacoltura e acquari. I filtri del carbonio, che sono costituiti da carbonio attivo poroso, sono usati negli acquari per assorbire composti organici indesiderati e metalli dall'acqua. Il carbonio attivo è un esempio di filtrazione chimica, ma anche la filtrazione meccanica è una possibile opzione. In quest'ultimo sistema, una spugna porosa filtra meccanicamente il particolato, creando un ambiente più pulito per gli organismi nel serbatoio.