Sensibilidad de la ecuaci´on de estado de Neumann a la incertidumbre en la determi- naci´on del ´angulo de contacto

JONATHAN M. SCHUSTER; CARLOS A. SCHVEZOV; MARIO ROBERTO ROSENBERGER

Congreso; RAFA 2021; 2021

AFA filial cordoba

Uno de los m´etodos m´as utilizados para determinar la energ´ıa libre superficial (ELS) en s´olidos es la ecuaci´on de estado de Neumann (EEN), dicho m´etodo permite calcular la ELS a partir del valor del ´angulo de contacto (AC) de un solo l´ıquido sonda (de tensi´on superficial conocida), mientras que otros m´etodos requieren los valores de AC de dos o m´as l´ıquidos sonda [1-3]. En general, el error absoluto asociado a la determinaci´on experimental del AC sobre una superficie s´olida es significativo alcanzando valores de 1o a 5o, por lo que resulta importante el estudio de la sensibilidad de la EEN a dicha incer-tidumbre experimental [4].El an´alisis se realiz´o mediante la determinaci´on del n´umero de condici´on de la EEN (NCEEN), definido como el cociente entre el error relativo (ER) en la ELS del s´olido y el ER en el AC (NCEEN1: el ER se amplifica). Para ello se consideraron 11 l´ıquidos sonda hipot´eticos con tensi´on superficial de 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 y 72.8 mJ/m2 respectivamente y 130 valores de ´angulo de contacto (desde 1o a 130o con incrementos de 1o). La EEN se calcul´o num´ericamente utilizando el m´etodo de Newton-Raphson. Por otra parte, a partir del NCEEN se obtuvo una expresi´on que permiti´o analizar el comportamiento del ER en la ELS frente a la variaci´on en el AC y al error absoluto en el AC, esto permiti´o analizar el caso donde el sistema experimental para medir AC tiene un l´ımite de incertidumbre m´ınimo determinado. Se encontr´o que el NCEEN aumenta al aumentar la tensi´on superficial del l´ıquido sonda y al disminuir el valor de la ELS del s´olido en cuesti´on. Adem´as, se observ´o que para un valor de error absoluto fijoen el AC la cota m´ınima de ER en ELS es funci´on del l´ıquido sonda utilizado y crece con el aumento de la tensi´on superficial del l´ıquido, como consecuencia pr´actica de esto se tiene que al determinar la ELS de un s´olido determinado mediante dos l´ıquidos sonda diferentes la incertidumbre en la ELS ser´a mayor cuando se utilice el l´ıquido con mayor tensi´on superficial.