Diffusione dell’ossigeno nel sughero

Questo lavoro riporta le misurazioni del coefficiente di diffusione dell’ossigeno nel sughero grezzo. Le cinetiche del trasferimento dell’ossigeno attraverso il sughero sono valutate a 298 K grazie a un manometro fatto artigianalmente costituito da due compartimenti a gas separati da un wafer di sughero. Il primo compartimento contiene ossigeno, mentre il secondo viene mantenuto sotto vuoto dinamico. La diminuzione di pressione nel primo compartimento viene registrata come funzione del tempo. Il coefficiente di diffusione effettiva Deff è ottenuto applicando la legge di Fick a uno stato transiente utilizzando un metodo numerico basato su differenze finite. Viene proposto anche un modello analitico derivato dalla legge di Fick applicata a uno stato non dinamico. I risultati dei due metodi si confermano reciprocamente. La media armonica dei coefficienti effettivi di diffusione ottenuti dalla distribuzione di 15 wafer di sughero dello spessore di 3 mm è pari a 1.1 × 10-9 m2 s-1 con una distribuzione ampia su quattro decadi. L’analisi statistica della distribuzione gaussiana ottenuta su un wafer di sughero di 3 mm è estrapolata a un wafer di sughero da 48 mm, la cui lunghezza corrisponde a un tappo di sughero. In questo caso, la probabilità della distribuzione della densità fornisce un valore medio di Deff pari a 1.6 × 10-9 m2 s-1. Questo risultato mostra che è possibile ottenere il coefficiente di diffusione reale attraverso il sughero a partire da misurazioni di breve periodo (pochi giorni) effettuate su un wafer sottile di sughero, mentre sono necessari mesi per ottenere il coefficiente di diffusione per un tappo intero di sughero. La permeabilità e il tasso di diffusione dell’ossigeno sono calcolati anche sulla base di paragoni con i dati di altri studi. Si consiglia la lettura del testo integrale