IFISUR   23398
INSTITUTO DE FISICA DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Espumas: Física, Química e Ingeniería en un vaso de Cerveza
Autor/es:
HERNÁ RITACCO
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Conferencia; 1er Congreso Argentino de Procesos y Productos y 3ra Jornada de Ingeniería de Procesos y Productos; 2013
Institución organizadora:
Universidad Tecnológica Nacional
Resumen:
Probablemente han experimentado alguna vez el efecto hipnótico que produce la danza de burbujas en un vaso de cerveza, para aquellos que lo han experimentado (y para los que no) hablaré en esta charla sobre la física de espumas.Las espumas líquidas son sistemas dispersos formados por burbujas de gas en una matriz continua de líquido y que encontramos en una gran variedad de sistemas, de los cuales la cerveza es solo un ejemplo. Productos en las industrias farmacéutica, de alimentos, de bebidas, de cosmética y limpieza hacen uso o involucran la formación de espumas líquidas. Las espumas también aparecen en muchos procesos industriales como la recuperación asistida de petróleo, separación de minerales por flotación, procesos de fermentación, remediación de suelos, prevención y extinción de incendios, entre otros. Dependiendo de las necesidades, la presencia de espuma puede ser deseable o no. Por ejemplo, en la formulación de un café capuchino para máquina, la espuma es deseable y cuanto más estable mejor (las espumas son sistemas fuera del equilibrio, tarde o temprano se separan en fases); en otros casos lo que se busca es evitar la formación de espumas en sistemas que naturalmente la forman, un ejemplo clásico es el detergente para lavarropas automático.Para poder formular y controlar estos sistemas es necesario antes entenderlos desde la física fundamental. Las espumas son sistemas organizados jerárquicamente desde las moléculas tensoactivas que estabilizan las interfaces gas-líquido (nanómetro), que a su vez se organizan en membranas (algunos nanómetros), que forman burbujas (escala del milímetro) que a su vez se organizan en espumas (escalas desde el cm al metro). Para comprender estos sistemas es necesario estudiar su comportamiento a todas estas escalas espaciales (y temporales).Hay tres fenómenos que ocurren simultáneamente en una espuma y que son responsables de su dinámica: el drenaje, es decir el flujo de líquido a través de los canales que se forman entre burbujas, el ?coarsening?, evolución del tamaño de burbuja debido al flujo de gas a causa de la presión capilar, y la coalescencia y colapso, es decir la ruptura de los films líquidos que separan las burbujas, debido principalmente a fluctuaciones en el espesor del film. Todos estos fenómenos ocurren simultáneamente, están acoplados y dependen de numerosos parámetros volumétricos e interfaciales haciendo el estudio de estos sistemas una tarea difícil.Aquí hablaré sobre los principios físicos detrás de estos sistemas complejos, mostraré cuales son las estrategias utilizadas para estudiar las espumas experimentalmente. Presentaré resultados de experimentos de drenaje, incluyendo experimentos en micro-gravedad; de dispersión múltiple de luz para el estudio de la dinámica de ?coarsening?; y experimentos de coalescencia y colapso en espumas bidimensionales y en burbujas individuales, donde hacemos uso de técnicas de seguimiento de imágenes y de captación y análisis del sonido emitido durante la ruptura de burbujas. Haré finalmente una breve descripción del ?Estado del Arte? y de las perspectivas del tema.