Espuma para niños
La espuma se forma cuando pequeñas burbujas de vapor o gas quedan atrapadas dentro de un líquido o un material sólido.
Piensa en la parte de arriba de un vaso de cerveza o en una esponja de baño; esos son ejemplos de espuma. En la mayoría de las espumas, hay mucho gas y el líquido o sólido forma paredes muy delgadas que separan las burbujas de gas. La espuma de jabón es un ejemplo muy común.
Las espumas sólidas pueden ser de dos tipos: de celda cerrada o de celda abierta.
- En la espuma de celda cerrada, las burbujas de gas están completamente separadas unas de otras por el material sólido. Es como si cada burbuja tuviera su propia "habitación" sellada. Un ejemplo es una colchoneta de acampar, que no absorbe agua porque el gas está sellado.
- En la espuma de celda abierta, las burbujas de gas están conectadas entre sí, formando una red. Una esponja de baño es un buen ejemplo: el agua puede pasar fácilmente por toda su estructura.
Las espumas son un tipo de "medios dispersos", donde un material (el gas) se distribuye en otro (el líquido o sólido). Cuando las burbujas son muy pequeñas, la espuma se considera un tipo de coloide.
El término "espuma" también se usa para materiales que se parecen a ella, como la espuma de poliuretano (conocida como goma espuma) o el poliestireno.
Contenido
¿Cómo se forman las espumas?
Para que se forme la espuma, se necesitan varias cosas:
- Movimiento mecánico: Algo debe agitar el líquido o el sólido para atrapar el gas.
- Sustancias especiales: Se necesitan componentes llamados surfactantes (como el jabón) que ayudan a reducir la tensión superficial del líquido. Esto hace que las burbujas sean más estables y no se rompan tan rápido.
- Formación rápida: La espuma debe formarse más rápido de lo que se deshace.
Cuando se inyecta gas en un líquido a través de un pequeño agujero, se pueden formar burbujas una por una. La burbuja se desprende cuando la fuerza que la empuja hacia arriba (llamada fuerza de flotación) es mayor que la fuerza que la mantiene unida al agujero (la fuerza de tensión superficial).
Características de las espumas
Las espumas son parecidas a las emulsiones (como la mayonesa, donde pequeñas gotas de un líquido están dispersas en otro), pero con una diferencia clave:
- En las espumas, lo que se dispersa es un gas (burbujas).
- En las emulsiones, lo que se dispersa es un líquido (gotitas).
Además, las burbujas de gas en las espumas suelen ser mucho más grandes que las gotitas en las emulsiones.
Espuma en la naturaleza y la industria
La espuma que vemos en los océanos, especialmente cuando las olas rompen en la costa, es una acumulación de burbujas que dura poco tiempo. Su formación se facilita por la agitación del mar y por factores como la diferencia de temperatura entre el aire y el agua, o la presencia de sustancias disueltas en el agua.
En la Mineralogía, a veces se usa el término "espuma" para describir ciertos minerales:
- La espuma de hierro es un tipo de mineral llamado hematita.
- La espuma de manganeso es un óxido de manganeso que se encuentra en forma de tierra.
También se ha estudiado la formación de espuma en las escorias (materiales que se forman en procesos industriales, como la fabricación de metales). Esta espuma se produce por la liberación de gases como monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de agua, dióxido de azufre, oxígeno e hidrógeno dentro de la escoria, haciéndola espumosa.
Usos de las espumas
Espumas líquidas
Las espumas líquidas tienen muchos usos importantes:
- Apagar incendios: Se usan espumas especiales para combatir fuegos, sobre todo los de petróleo, ya que el agua sola no funciona bien en ellos.
- Alimentos: El pan con levadura es un tipo de espuma. La levadura produce pequeñas burbujas de gas en la masa, haciendo que el pan crezca. Al principio, la masa es una espuma de celda cerrada, pero al cocinarse, se convierte en una espuma sólida de celda abierta. Otros ejemplos de espumas en alimentos son el merengue y la crema Chantilly.
- Procesos químicos: La gran superficie que tienen las espumas gas-líquido se aprovecha en procesos industriales como la flotación, que sirve para separar materiales.
Espumas sólidas
Las espumas sólidas son materiales muy ligeros y se usan mucho en ingeniería. Se clasifican, como ya vimos, en espumas de celda abierta y de celda cerrada.
- Las espumas de celda abierta tienen poros conectados y son más blandas. Si se llenan de aire, son buenos aislantes. La goma espuma es un ejemplo.
- Las espumas de celda cerrada no tienen poros conectados y suelen ser más resistentes. Son más densas y a veces más caras de producir. Pueden llenarse con gases especiales para mejorar su aislamiento.
La madera seca es un ejemplo natural de espuma de celda cerrada, compuesta de lignina, celulosa y aire. Desde el siglo XX, se han fabricado muchos tipos de espumas sólidas. Su baja densidad las hace excelentes para:
- Aislamiento térmico: Mantienen el calor o el frío.
- Flotación: Ayudan a que los objetos floten.
- Empaque y relleno: Son ligeras y se pueden comprimir, lo que las hace ideales para proteger objetos.
- Absorción de energía: Su estructura ayuda a absorber golpes.
Espuma sintáctica
Es un tipo especial de espuma de celda cerrada que contiene pequeñas partículas huecas (como esferas de vidrio, cerámica o polímeros) dentro de un material. La ventaja de estas espumas es que son muy resistentes para su peso, lo que las hace ideales para aplicaciones en el espacio o en las profundidades del mar.
Espuma de piel integral
También conocida como espuma de piel propia, es un tipo de espuma que tiene una capa exterior densa y un centro más ligero. Se puede fabricar de dos maneras:
- Molde abierto: Se mezclan los componentes y se vierten en un molde abierto, que luego se cierra para que la mezcla se expanda y endurezca. Así se hacen reposabrazos o suelas de zapatos.
- Molde cerrado (moldeo por inyección de reacción): Los componentes se inyectan en un molde cerrado a alta presión.
Galería de imágenes
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Acercamiento de espuma de mar (plancton en descomposición en una poza intermarea)
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Espuma de aluminio
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Micrografía de espuma con memoria
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Sello de penetración de espuma de silicona
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Espuma "géiser" de Coca Cola Diet
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Tomografía computarizada industrial de una pelota de espuma.
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Espuma de poliestireno, amortiguador de impacto
Véase también
En inglés: Foam Facts for Kids
- Historia de la cerveza
