Viscoelástica densoactiva

[Esta é unha tradución adaptada do artigo orixinal de 17 de xullo de 2014 Viscoelàstica densoactiva, de Claudi Mans, que pode lerse nesta ligazón.]

Gustaríame meterme nunha reunión entre os de publicidade e mais os de I+D dunha empresa, para ver como valoran os argumentos duns e doutros para faceren as campañas publicitarias. Como se lles ocorreu aos do Volkswagen Polo afirmar que levaba Ziritione? Os xampús contra a caspa levan un compoñente denominado «piritionato de cinc», en inglés zinc pyrithione. Os publicistas imaxinaron que podían simular (en complicidade co receptor do anuncio) que o seu produto, un coche, era coma un produto de hixiene persoal, do que adoitan salientarse os compoñentes. Enxeñaron aquilo do Ziritione, un nome completamente inventado, crendo que os clientes entenderían a broma.

Os fabricantes de iogures son uns mestres en creación publicitaria. Danone ten etiquetado iogures indicando que conteñen Saciactiv, ou Calciforte. Agora hai un leite de Pascual que di que ten Eficalcio. Non son substancias que existan tal cal na listaxe de ingredientes, senón mesturas de ingredientes nunhas determinadas proporcións. Mesturas patentadas, pero que calquera fabricante pode pór nos seus iogures ou leites equivalentes da mesma gama. Porén, soamente Danone ou Pascual poden engadilos nas etiquetas cos nomes rexistrados. «O único con Calciforte», di o iogur, e é verdade; unha verdade puramente lexislativa, pero verdade. Iogures doutras marcas fan artimañas semellantes.

lleixius-densos-o-densoactius
Lixivias que afirman ser densas ou densoactivas.

E logo chegamos á lixivia Neutrex Futura, de Henkel, que dicía que tiña unha fórmula densoactiva. Que querían dicir? Comecemos polo final da palabra. Un dos principios activos principais dos deterxentes é o tensioactivo, que é a substancia que elimina a graxa da sucidade. Pois a un produto que limpa pómoslle o adxectivo «activo», coma se tivese tensioactivo, se ben algunhas composicións non levaban e outras (as lixivias con deterxente) si. E o «denso»? A lixivia clásica adoita mercarse concentrada e despois dilúese en auga. Cando se bota na cubeta pode salpicar e, por mor do seu carácter oxidante, pode estragar as superficies onde caia ou a roupa. Para evitalo, mudaron a composición para facer un produto máis viscoso, máis mesto, que non salpique cando se usa.

Pero quen fala de viscosidade na vida cotiá? Cando alguén quere aludir a unha sopa moi concentrada, fala dunha sopa mesta. E, cando alguén fala dunha sobremesa moi contundente, refírese a unha sobremesa densa. E non, non é máis densa. Nin menos. Porque non estamos a falar de densidades, senón de viscosidades. Cando o publicitario quixo salientar as calidades da súa lixivia, quixo resaltar a súa cremosidade e a súa actividade como limpador. Conclusión: a súa lixivia era densoactiva. E así se vendeu. Esta terminoloxía xa se espallou e agora calquera lixivia con deterxente que sexa máis viscosa ca a lixivia soa e que salpique menos chámase densoactiva. E talvez esta palabra pase dentro de pouco tempo aos dicionarios da rag e da rae.

(Unha paréntese: pode haber substancias viscosas pero pouco densas, como o aceite, que flota na auga pero flúe con dificultade. Ou substancias densas pero pouco viscosas, como o ferro fundido, que flúe coma a auga. Ou substancias densas e viscosas, como o vidro abrandado pola calor pero non fundido. Ou substancias pouco densas e pouco viscosas, como o alcohol das farmacias.)

Vamos cara ao outro termo do título. Existe a viscoelástica? O que existe son os materiais viscoelásticos. Do mesmo xeito que o adxectivo «densoactivo» estaba formado por dous adxectivos, podemos pensar que «viscoelástico» é a xustaposición de «viscoso» e mais «elástico». A cuestión é se pode existir un material que sexa asemade viscoso e elástico.

O que é un material elástico é ben coñecido: se o sometemos a unha forza de estiramento aumenta a súa lonxitude, e recupera a lonxitude inicial ao cesar a forza. O colchón de látex ou o de resortes teñen este comportamento, e en xeral os produtos de caucho, os elastómeros, as gomas elásticas, os pneumáticos… Pola contra, un material viscoso é un produto que, ao sometérmolo a unha forza, se deforma e flúe sen recuperar despois a súa forma inicial. Todos os líquidos clásicos teñen un comportamento viscoso. Pero non igualmente viscoso. Pode medirse a viscosidade dun fluído con procedementos moi sinxelos. Por exemplo, énchese de líquido un funil tapando co dedo o buraco inferior, despois retírase o dedo e mírase o tempo que tarda o funil en baleirarse. Se o enchemos de auga baleirarase decontado, tardará máis en baleirarse se o enchemos de aceite e aínda máis se o enchemos de glicerina ou de alcatrán. Todos os líquidos coma estes denomínanse fluídos newtonianos, porque seguen unha lei de Newton da fluidez que di que canto máis grande sexa a forza que se lle aplica a un fluído, máis velocidade acadará (de feito, a lei non di iso exactamente, pero así enténdese mellor. Para dicilo dun xeito máis preciso, cumpriría engadir a palabra «gradiente» e xa non se entendería).

Pero hai moitas substancias que non se comportan nin coma un sólido elástico nin coma un líquido viscoso, senón que teñen un comportamento intermedio. Moitas substancias cotiás, como a maionesa, o iogur, o mel, o leite condensado, o ketchup, as pinturas, a meirande parte dos cosméticos ou os xeles de baño teñen comportamentos moi complexos. Algúns aguantan unha culleriña cravada, pero cando os remexes xa non a aguantan. Outros podes facelos saír en forma de fíos delgados pero, cando deixas de apertar, o fío volve cara a dentro. Outros non caen dunha botella cun buraquiño, pero si que caen se o buraco é un pouco máis grande ou se axitas o bote. Todos estes comportamentos son de fluídos non newtonianos. Hainos de moitas clases. Talvez os máis coñecidos sexan os fluídos tixotrópicos, como as pinturas, que teñen menos viscosidade conforme os traballas, e iso vai ben porque cos pinceis e as brochas podes ir alargando a pasada.

Hai fluídos viscoelásticos, que teñen un comportamento moi curioso. Teño na casa unha bóla dun material semellante á plastilina que, cando o deixas encol da mesa, se comporta coma un fluído viscoso: vai esparexéndose e aplanándose. Pero cando está en forma de bóla podes lanzalo contra o chan e rebota coma unha pelota de látex. Ten tal estrutura que, se o esforzo que se lle aplica é curto (cando o facemos botar), actúa de xeito elástico, pero se o esforzo é constante (cando o deixamos na mesa), actúa de xeito viscoso.

Vamos cos colchóns. Cando nos deitamos nun colchón de resortes ou de látex, o noso peso deforma os resortes ou o polímero segundo as leis da elasticidade: canto máis peso, máis deformación. É o equilibrio de acción-reacción, a terceira lei de Newton. O material de debaixo quere recuperar a súa forma e exerce unha forza contra o noso corpo, pero o noso peso evita que recupere a forma inicial.

espuma-viscoelastica-espumasdoher
Demostración comercial da calidade viscosa dun colchón. Colle a forma do corpo e tarda un certo tempo en tornar á forma orixinal.

O comportamento dos colchóns de material viscoelástico é radicalmente diferente. Estes materiais inventáronse na nasa para evitarlles molestias aos astronautas durante as súas longas estadas sentados en posturas inhabituais, e aplicáronse en materiais hospitalarios para evitar rozamentos nas zonas en contacto co colchón. Como funcionan?

Os colchóns «de viscoelástica» son unhas pezas complexas constituídas por un conxunto de capas de polímeros con propiedades diferentes. A capa inferior adoita ser dun material elástico que actúa como alicerce para as capas viscoelásticas superiores. Enriba pode haber unha ou dúas capas de material viscoelástico, cun grosor moi variable dependendo do colchón e cunha densidade tamén variable. A idea básica nestes colchóns é que, ao depositarmos o peso do corpo no colchón, e coa temperatura do corpo favorecendo o proceso, o material «flúe», se baleira do aire dos seus poros e se compacta moito, sen actuar de xeito elástico contra o corpo que ten enriba. O corpo queda como somerxido no colchón, cunha sensación de dureza moito menor ca no caso dos materiais elásticos. De feito, a publicidade refírese a esta sensación como «de ingravidez» e afirma que vai ben para articulacións doridas e problemas óseos e musculares. Cando se retira o peso, o material compórtase elasticamente e volve á forma orixinal, conforme a propiedade denominada resiliencia. En inglés refírense a este comportamento como escumas con memoria.

Non é exactamente igual o comportamento da miña bóla viscoelástica ca o dun colchón destes: a bóla non ten resiliencia. A graza dos enxeñeiros químicos e dos enxeñeiros de materiais foi atopar materiais que tivesen asemade a densidade desexada, unha elevada porosidade para que, cando te deites enriba, se baleiren de aire e se deformen seguindo o comportamento viscoso, e a reticularidade e porosidade axeitadas para conseguir a alta resiliencia ou recuperación da forma mediante o mecanismo elástico. Os materiais que conseguen ter estas propiedades son da liña de polímeros denominados poliuretanos, dos cales hai unha gama moi extensa. Unha das empresas investigadoras destes materiais é actualmente Bayer, a mesma ca a das aspirinas.

Colchón
Publicidade dun colchón con capas de viscoelástica. Preme aquí para ampliar (en castelán).

O tema do comportamento dos fluídos e dos materiais semisólidos é extraordinariamente complicado, e estúdano disciplinas como a reoloxía e a mecánica de medios continuos, e soamente vimos a primeira capa da primeira capa. Para entrarmos máis no tema cómpre unha carga importantísima de matemáticas e física, cousa que non faremos, e menos aínda no verán…


Sobre o autor: Claudi Mans i Teixidó é catedrático emérito de enxeñaría química na Universidade de Barcelona (Universitat de Barcelona) e director científico do Comité Español da Detersión, Tensioactivos e Afíns (Comité Español de la Detergencia, Tensioactivos y Afines). O seu último libro é La química de cada dia, publicado en 2016.

Advertisements

Deixar unha resposta

introduce os teu datos ou preme nunha das iconas:

Logotipo de WordPress.com

Estás a comentar desde a túa conta de WordPress.com. Sair / Cambiar )

Twitter picture

Estás a comentar desde a túa conta de Twitter. Sair / Cambiar )

Facebook photo

Estás a comentar desde a túa conta de Facebook. Sair / Cambiar )

Google+ photo

Estás a comentar desde a túa conta de Google+. Sair / Cambiar )

Conectando a %s