Descubren una inesperada propiedad de la espuma

Mancha nuestro bigote cuando bebemos una jarra de cerveza y se queda pegada a nuestras manos cuando lavamos los platos. La espuma es un compañero cotidiano, pero en realidad la ciencia aún no la entiende del todo. Aunque está hecha casi por completo de aire, la espuma tiene un comportamiento parecido al de un sólido. En su interior, el gas divide al líquido en una extraña matriz de burbujas cuyas paredes pueden estar endurecidas por proteínas u otras moléculas, según un comunicado de la NASA.

Ahora, los científicos del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts han tratado de aprovecharse de las extrañas propiedades de la espuma. Y, tal como han publicado este martes en la revista « Physics of Fluids

», lo han logrado después descubrir que un efecto que se observa en otros lugares de la naturaleza también está presente en la espuma. Se trata de la capilaridad, una propiedad por la que un líquido puesto en contacto con un sólido se adhiere a este y sube por el interior de un capilar o un tubo fino. Lo interesante de esto, según los científicos del MIT, es que se puede usar la capilaridad como un «tapón» que evite que los líquidos se derramen.

«Estas fuerzas de capilaridad son pequeñas, pero son muy importantes en cuanto los tamaños o los movimientos también son pequeños», ha explicado Pierre-Thomas Brun, matemático del MIT y primer autor del estudio.

A pesar de esta pequeña escala, los investigadores creen que la capilaridad de la espuma se podría usar para evitar que los líquidos se derramaran o se movieran en el interior de grandes recipientes, como puede serlo el delicado tanque de combustible de un cohete o el enorme depósito de diésel de un mercante, en los que los movimientos del líquido pueden llegar a desestabilizar a un vehículo con temibles consecuencias.

Un espumoso freno

En estos casos, se daba una curiosa discrepancia entre lo que predecía la teoría y lo que se observaba en la realidad. Mientras que los modelos sostenían que cuando hay movimiento en un líquido las oscilaciones que se generan duran para siempre, resultaba evidente que en la realidad no ocurría lo mismo, a causa de algún motivo desconocido.

Pero los científicos del MIT dirigidos por Brun sospechaban de la espuma. Gracias a experimentos y a análisis teóricos, los investigadores descubrieron que cuando la espuma se adhiere a las paredes de un recipiente, gracias a la capilaridad tiene la capacidad de ejercer una pequeña presión cerca de las paredes, y que al final tiene la capacidad de reducir el vaivén del líquido y así evitar que acabe salpicando o desbordando.

Pero la cosa no acaba ahí. Los investigadores observaron que este freno era más importante de lo previsto. «Vimos algo que no podíamos creer», dijo François Galaire, coautor del estudio. Cuanto más lenta era la velocidad de vaivén, más fuerte era la tasa de disipación de movimiento.

De momento, los científicos solo han probado este fenómeno en agua jabonosa. Creen que esa presión observada en las paredes a causa de la capilaridad podría estar presente también en líquidos no jabonosos, aunque entienden que con la espuma este efecto es mayor.

La pereza de la capilaridad

La capilaridad describe por qué los insectos pueden caminar sobre el agua o cómo la tinta se extiende por un envase lleno. Ambos procesos son resultado de la tensión superficial, una propiedad de los líquidos que les lleva a adquirir la configuración de mínima energía: por eso, las gotas de agua tienen forma esférica (es la figura que permite alcanzar una menor superficie en un volumen dado), y el motivo por el que en pequeños tubos o incluso vasos se forma un menisco, una forma curvada que da la sensación de que el líquido se adhiere a las paredes.