Particle-size distribution: differenze tra le versioni

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{{F|tecnologia|gennaio 2023}}

In ambito scientifico e nel contesto industriale, l'acronimo PSD individua il Particle Size Distribution, ovvero la curva di distribuzione dimensionale di un materiale. Esistono differenti tecniche analitiche che permettono una valutazione statistica delle dimensioni, sfruttando principi ottici come la diffrazione di una sorgente laser (LLS laser light scattering), il bloccaggio della luce (SPOS single particle optical sizing), l'analisi delle immagini e la più comune microscopia ottica.

Il monitoraggio di tale variabile in fasi produttive, permette di regolare le proprietà del prodotto finale sotto molteplici punti di vista. La PSD può infatti indirizzare il comportamento di una vasta gamma di proprietà quali la solubilizzazione, il comportamento reologico e meccanico, la risposta ottica e molto altro ancora.

'''Particle Size Distribution''' (acronimo '''PSD'''), in ambito [[Scienza|scientifico]] e nel contesto [[Industria|industriale]], rappresenta la curva di [[Distribuzione (statistica)|distribuzione]] dimensionale di un [[materiale]].

Alcuni esempi di ambiti in cui diviene molto importante un accurato controllo della PSD, sono il farmaceutico (data l'incidenza sulla biodisponibilità e solubilizzazione per esempio), il processo di produzione cartario (dove controlla ritenzione, formazione, reologia e ottica), la produzione di cementi, la sintesi di polimeri e vernici, il monitoraggio ambientale delle polveri in aria.

La valutazione della PSD é eseguita applicando modelli matematici e statistici ai dati che compongono le curve ottenute. Tra i più significativi sensori annoveriamo il D10, D50 e D90 (talvolta indicati con X o ancora con Dv in alternativa alla D), seguite da un numero la cui unità di misura é il micron (millesimo di millimetro). Questi dati stanno ad indicare rispettivamente che il 10, il 50 ed il 90% delle particelle analizzate stanno al di sotto dei micron corrispettivi. Lo SPAN é l'indice che mette in correlazione il D90, D10 e D50, attraverso la seguente formula: (D90-D10)/D50. La valutazione del PSD ed il calcolo dello SPAN, possono avere valori estremamente differenti andando a valutare il numero o il volume occupato dalle particelle in esame.

== Applicazioni ==

Il monitoraggio di tale variabile in fasi produttive, permette di regolare le proprietà del prodotto finale sotto molteplici punti di vista. La PSD può infatti indirizzare il comportamento di una vasta gamma di proprietà quali la [[solubilizzazione]], il comportamento [[Reologia|reologico]] e meccanico, la risposta ottica e molto altro ancora.

Alcuni esempi di ambiti in cui diviene molto importante un accurato controllo della PSD sono lo studio e la classificazione dei suoli nell'[[ingegneria civile]],<ref>{{en}} [https://civilengineeringnotes.com/particle-size-distribution-curve-of-soil/ CivilEngineeringNotes.com - Particle Size Distribution of Soil]</ref> l'ambito [[Industria farmaceutica|farmaceutico]] (data l'incidenza sulla [[biodisponibilità]] e solubilizzazione per esempio), il processo di [[Industria cartaria|produzione cartario]] (dove controlla ritenzione, formazione, reologia e ottica), la produzione di [[Cemento|cementi]], la sintesi di [[Polimero|polimeri]] e [[Vernice|vernici]], il [[monitoraggio ambientale]] delle [[Particolato|polveri]] in aria,<ref>{{en}} [https://www3.epa.gov/ttn/chief/ap42/appendix/appb-2.pdf US EPA - Generalized Particle Size Distributions]}</ref> e lo studio delle nubi e delle piogge in [[meteorologia]].<ref>{{en}} [https://www.earthdata.nasa.gov/topics/atmosphere/clouds/cloud-microphysics/particle-size-distribution NASA - Earthdata - Particle Size Distribution] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20230106024424/https://www.earthdata.nasa.gov/topics/atmosphere/clouds/cloud-microphysics/particle-size-distribution |date=6 gennaio 2023 }}</ref>

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File:Sample Net-withGraphic.png|Esempio di Particle Size Distribution (rappresentato sotto forma di [[istogramma]], in basso a destra) di un [[materiale granulare]] [[Setacciatura|setacciato]]. L'ascissa (posizione delle barre) indica la dimensione delle particelle, mentre l'ordinata (altezza delle barre) indica il numero di particelle aventi una certa dimensione. Nel grafico non sono indicati i valori delle ascisse e delle ordinate.

File:Sizes of respiratory droplets.png|Particle Size Distribution di goccioline (''droplet'') prodotte dai starnuti, dalla tosse e dal parlare a voce alta.

File:Figure-2- Atmospheric particle size - Dr Piyush Kumar.jpg|Particle-size distribution (grafico in basso) di particelle contenute nell'atmosfera.

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== Valutazione ==

In ambito scientifico e nel contesto industriale, l'acronimo PSD individua il Particle Size Distribution, ovvero la curva di distribuzione dimensionale di un materiale. Esistono differenti tecniche analitiche che permettono una valutazione statistica delle dimensioni, sfruttando principi ottici come la diffrazione di una sorgente [[laser]] (LLS [[laser light scattering]]), il bloccaggio della [[luce]] (SPOS [[single particle optical sizing]]), l'[[analisi delle immagini]] e la più comune [[Microscopio ottico|microscopia ottica]].

La valutazione della PSD éè eseguita applicando modelli matematici e statistici ai dati che compongono le curve ottenute. Tra i più significativi sensoriindicatori annoveriamosi annoverano il D10, D50 e D90 (talvolta indicati con X o ancora con Dv in alternativa alla D), seguite da un numero la cui [[unità di misura]], nel caso di polveri, può essere ad éesempio il [[Micrometro (unità di misura)|micron]] (millesimo di millimetro). Questi dati stanno ad indicare rispettivamente che il 10, il 50 ed il 90% delle particelle analizzate stannohanno dimensioni al di sotto dei micron corrispettivirispettivamente. Lo SPAN éè l'indice che mette in correlazione il D90, D10 e D50, attraverso la seguente formula: (D90-D10)/D50. La valutazione del PSD ed il calcolo dello SPAN, possono avere valori estremamente differenti andando a valutare il numero o il volume occupato dalle particelle in esame.

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File:Laser diffraction analysis big particle.svg|Principio di funzionamento della tecnica [[Laser diffraction analysis]]

File:Single Particle Optical Sizing (SPOS) Image.PNG|Principio di funzionamento della tecnica [[Single Particle Optical Sizing]] (SPOS)

File:Particle size measurements performed by DLS on antiviral vaccines subjected to simulated cold-chain disruptions.jpg|Grafici di Particle Size Distribution di differenti vaccini antivirali, ottenuti attraverso [[diffusione dinamica della luce]].

File:Particle size distribtion analyzer 990 - Particle size analysis - CILAS.jpg|Esempio di analizzatore per la valutazione della dimensione di particelle

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== Note ==

<references/>

== Voci correlate ==

* [[Distribuzione (statistica)]]

* [[Curva granulometrica]]

* [[Granulometria]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

{{Portale|ingegneria|materiali}}

[[Categoria:Grandezze fisiche]]

[[Categoria:Scienza dei materiali]]

[[Categoria:Materiali granulari]]