TRANSFERENCIA DE CALOR

1. GENERALIDADES sobre FENOMENOS INTERFACIALES
1.1. Definiciones
Un fenómeno interfacial es por definición un fenómeno que se produce en una
interfase o cuya existencia está ligada a la presencia de una interfase.
Una interfase es el límite entre dos fases inmiscibles. La propiedad más relevante
de la interfase es su área, la cual es en general grande en la mayoría de las aplicaciones deinterés. Al dispersar una fase en otra, se obtienen varios sistemas, llamados dispersiones en
forma genérica.
humo = dispersión de sólido en gas
niebla = dispersión de líquido en gas
espuma = dispersión de gas en líquido o sólido
emulsión = dispersión de líquido en líquido
suspensión = dispersión de sólido en líquido
a los cuales hay que añadir los sistemas en los que el gran área no seobtiene por dispersión,
sino por formación de un medio poroso bicontínuo, como en las aplicaciones petroleras,
catalíticas y otras.
Nótese que la palabra española interfase es la traducción de dos palabras que en
otros idiomas expresan dos conceptos levemente diferentes. Por ejemplo en inglés se tiene
la palabra "interface" que textualmente significa entre caras, y la palabra "interphase" quesignifica entre fases. Ya que la superficie de contacto de una fase con otra se hace a través
de una "cara", los conceptos son muy vecinos y es probablemente por eso que la lingüística
castellana no hace la diferencia. La fusión de los dos conceptos es todavía más obvia cuando
se nota que el sustantivo "interfase" se escribe con "s" y el adjetivo correspondiente
"interfacial" se escribe con "c".En muchos textos se encontrará un uso equivalente de las palabras "superficie" e
"interfase", particularmente en la literatura anglosajona. En el presente se prefiere
introducir una leve diferencia entre el uso de las palabras, guardando el vocablo "superficie"
para el caso del límite entre una fase condensada (líquido o sólido) con una fase no
condensada (gas y eventualmente vacío). Encuanto a la palabra interfase se aplicará al límite
entre dos fases condensadas (líquidos inmiscibles o un líquido y un sólido).
En la mayoría de las aplicaciones de interés se encuentra en la interfase un tercer tipo
de sustancia llamada surfactante del inglés "surfactant" ( = surface active agent ). Estas
sustancias permiten controlar las propiedades del sistema y según el caso y el uso secalifican como jabón, detergente, tensoactivo, emulsionante, dispersante, espumante,
humectante, hidrofobante, inhibidor de corrosión, etc... El surfactante juega un papel de
primera importancia en los sistemas que poseen una fase continua líquida en la cual el
surfactante puede migrar por convección o difusión: las espumas, las emulsiones y las
suspensiones.
La lista anterior evidencia el grannúmero de propiedades que puede tener un agente
activo superficialmente o surfactante. Por eso se prefiere el neologismo "surfactante" a la
palabra castellana tradicional "tensoactivo", porque esta última implica una acción sobre la
tensión, lo que es sólo una de las propiedades de los surfactantes.
Cuaderno FIRP Nº 122 -4- Fenómenos Interf. Disper./Medios Porosos
1.2. Surfactantes
Lossurfactantes son sustancias cuyas moléculas poseen a la vez un grupo polar y
un grupo apolar. El grupo polar es en general un grupo funcional que contiene
heteroátomos como O, S, N o P; los grupos polares más comunes son los grupos:
carboxilato, sulfonato, sulfato, amonio y fosfato. Los grupos hidroxilo y éter deben tener un
cierto orden de multiplicidad para producir un grupo polar apropiado (poliol,poliéter).
En cuanto al grupo apolar es en general una cadena hidrocarbonada de tipo alquilo ó
alquil-arilo con tipicamente 12 a 20 átomos de carbonos.
La figura 1 indica la estructura molecular de algunos de los surfactantes más
corrientes. Usualmente se clasifican los surfactantes de acuerdo a su ionización en medio
acuoso. Aquellos que se disocian en un ion surfactante cargado...