MÉTODO PARA LA MODIFICACIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL EN INTERFASES LÍQUIDO-AIRE.

La presente invención se refiere a un método para modificar la tensión superficial en interfases formadas entre un líquido y una fase gaseosa en la que se disuelve el vapor del líquido en cuestión,

caracterizada por actuar sobre la concentración de vapor en la fase gaseosa.

En el caso de que el líquido sea una solución acuosa y la fase gaseosa sea aire, el método de variación de la tensión superficial consiste en variar la humedad relativa del aire, aumentándola, por ejemplo, mediante algún tipo de humidificador para disminuir la tensión superficial o reduciéndola, por ejemplo, mediante cualquier tipo de desecador para aumentar la tensión superficial.

MÉTODO PARA LA MODIFICACIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL EN INTERFASES LÍQUIDO-AIRE.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un método para modificar la tensión superficial en interfases formadas entre un líquido y una fase gaseosa en la que se disuelve el vapor del líquido en cuestión, caracterizada por actuar sobre la concentración de vapor en la fase gaseosa.

En el caso de que el líquido sea una solución acuosa y la fase gaseosa sea aire, el método de variación de la tensión superficial consiste en variar la humedad relativa del aire, aumentándola, por ejemplo, mediante algún tipo de humidificador para disminuir la tensión superficial o reduciéndola, por ejemplo, mediante cualquier tipo de desecador para aumentar la tensión superficial.

La presente invención puede ser utilizada en todo tipo de proceso o tarea en la que la tensión superficial de un líquido en contacto con el aire o una fase gaseosa sea factor importante. Así, en ciertos procesos, como por ejemplo el pintado, en los que se necesita disminuir la tensión superficial del líquido, suelen emplearse surfactantes para reducirla, con el consiguiente costo e impacto ambiental asociados. El método de la presente invención, aumentando la concentración de vapor en la fase gaseosa (humedad relativa en el caso del agua) consigue reducir la tensión superficial en una apreciable cantidad y por tanto reduce la cantidad de surfactantes. Por otro lado, en procesos en los que se necesita aumentar la tensión superficial de una interfase líquido-aire bastará, de acuerdo con el método de la presente invención, reducir la humedad relativa en el aire.

La dependencia con la temperatura de la tensión superficial es algo conocido en la técnica, pero hasta la fecha nadie con anterioridad había descrito la variación de la tensión superficial del agua con la humedad a temperatura y presión constantes.

Para la modificación de la tensión superficial en una interfase líquido-aire existe una cantidad enorme de productos químicos para su adición al líquido, entre ellos destacan por su amplia utilización los agentes tensioactivos o surfactantes para la reducción de la tensión superficial. Sin embargo, todos ellos son productos que se añaden a la fase líquida. Nadie hasta el momento ha propuesto realizar ningún tipo de acción sobre la fase gaseosa para conseguir variar la tensión superficial.

Estado de la técnica

De igual forma, en procesos en los que se emplea por ejemplo el calentamiento o enfriamiento del líquido para conseguir variar la tensión superficial, el empleo del método de la presente invención permite reducir la magnitud de la variación de temperatura requerida para un mismo cambio de tensión superficial, con el consiguiente ahorro energético asociado.

Es pues de aplicación a todo tipo de proceso en el que hasta ahora se hayan añadido productos químicos al líquido para modificar su tensión superficial. Por ejemplo procesos de pintado, recubrimientos, producción de compuestos químicos –como surfactantes o El método de la presente invención para modificar la tensión superficial en interfases formadas entre un líquido y una fase gaseosa en la que se disuelve el vapor del líquido en cuestión, viene caracterizada por actuar sobre la concentración de vapor en la fase gaseosa, de forma que En la figura 1 se muestra la variación experimental con la humedad del aire de la tensión superficial efectiva en una interfase agua-aire para diferentes temperaturas conforme ha sido medida por los autores.

Puesto que la evaporación supone un flujo neto de moléculas de agua con una velocidad media correspondiente a la distribución termodinámica de velocidades determinada por la temperatura –descrita por ejemplo en su aproximación clásica por la distribución de Maxwell Boltzman, la reacción sobre la superficie del líquido conforme a la segunda ley de Newton genera una sobrepresión efectiva semejante a la que se generaría aumentando la presión de la fase gaseosa. Esto genera un efecto de incrementar la tensión superficial efectiva al disminuir la humedad en el aire o, en general, la concentración de vapor del líquido en la fase gaseosa.

Cuando se tiene una interfase entre un líquido y una fase gaseosa en la que el vapor de ese líquido o una fracción de él puede disolverse se produce un proceso de evaporación tanto mayor cuanto menor sea la concentración del vapor en la fase gaseosa. En el caso más común de una disolución acuosa en contacto con el aire, a igual temperatura se evaporará mayor cantidad de agua cuando la humedad sea menor y, al contrario, se evaporará una menor cantidad cuando la humedad sea mayor.

Descripción

Otra realización preferente del método de la presente invención para el caso particular de una interfase de una Una realización preferente de método de la presente invención para el caso particular de una interfase de una solución acuosa y aire en la que se pretende reducir la tensión superficial, viene caracterizada por actuar sobre el aire aumentando la humedad relativa por alguno de los medios conocidos en la técnica de humidificación por ejemplo mediante humidificadores de ultrasonidos, aumentando la humedad relativa para reducir la tensión superficial.

Descripción de realizaciones preferentes

En la figura 1 se muestra la variación experimental con la humedad del aire de la tensión superficial efectiva en una interfase agua-aire para diferentes temperaturas conforme ha sido medida por los autores.

Descripción de los dibujos

Para el caso particular de una interfase de una solución acuosa y el aire, el método para modificar la tensión superficial de la presente invención viene caracterizado por actuar sobre el aire modificando la humedad relativa por alguno de los medios conocidos en la técnica de humidificación o de deshumidificación, aumentando la humedad relativa para reducir la tensión superficial o reduciendo la humedad relativa para aumentar la tensión superficial.

si se concentración de vapor, se aumenta la tensión superficial. tensión aumenta la concentración de vapor se reduce la superficial y, al contrario, si se reduce la solución acuosa y aire en la que se pretende aumentar la tensión superficial, viene caracterizada por actuar sobre el aire disminuyendo la humedad relativa por alguno de los medios conocidos en la técnica de deshumidificación por ejemplo mediante el paso del aire por un lecho de gel de sílice, reduciendo la humedad relativa para aumentar la tensión superficial.

Para cualquier experto en la técnica es fácil sustituir los medios de humidificación o deshumidificación por otros similares sin salir del ámbito de la invención.

1. Un método para modificar la tensión superficial en

interfases formadas entre un liquido y una fase

5 gaseosa en la que se disuelve el vapor del liquido

en cuestión, caracterizada por actuar sobre la

concentración' de vapor en la fase gaseosa,

aumentando la concentración de vapor para reducir

la tensión superficial y, al contrario, reduciendo

10 la concentración de vapor para aumentar la tensión

superficial.

2. Un método para modificar la tensión superficial en

interfases formadas por una solución acuosa y el

aire conforme a la reivindicación 1, caracterizado

15 por actuar sobre el aire modificando la humedad

relati va por alguno de los medios conocidos en la

técI1ica de humidificación o de deshumidificación,

aumentando la humedad relativa para reducir. la

tensión superficial o reduciendo la humedad

20 relativa para aumentar la tensión superficial.

Fig. 1