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La capilaridad del agua y cómo funciona

¿Sabías por qué las servilletas absorben al agua o cómo viaja el líquido por el interior de las plantas?

Se debe a la propiedad de la capilaridad que poseen los líquidos. Este fenómeno explica muchos de nuestros hábitos diarios. Os lo explicamos.

Qué es la capilaridad

La acción capilar (a veces capilaridad, movimiento capilar, efecto capilar o mecha) es la capacidad de un líquido para fluir en espacios estrechos sin la ayuda de, o incluso en oposición a, fuerzas externas como la gravedad. El efecto se puede ver en la extracción de líquidos entre los pelos de una brocha, en un tubo delgado, en materiales porosos como papel y yeso, en algunos materiales no porosos como arena y fibra de carbono licuada, o en una célula biológica.

Ocurre debido a fuerzas intermoleculares entre el líquido y las superficies sólidas circundantes. Si el diámetro del tubo es suficientemente pequeño, entonces la combinación de tensión superficial (que es causada por la cohesión dentro del líquido) y las fuerzas adhesivas entre el líquido y la pared del recipiente actúan para impulsar el líquido.

Fenómenos y física

La penetración capilar en medios porosos comparte su mecanismo dinámico con el flujo en tubos huecos, ya que ambos procesos son resistidos por fuerzas viscosas. En consecuencia, un aparato común utilizado para demostrar el fenómeno es el tubo capilar. Cuando el extremo inferior de un tubo de vidrio se coloca en un líquido, como agua, se forma un menisco cóncavo. La adhesión se produce entre el fluido y la pared interior sólida tirando de la columna de líquido hasta que haya una masa suficiente de líquido para que las fuerzas gravitacionales superen estas fuerzas intermoleculares.

La longitud de contacto (alrededor del borde) entre la parte superior de la columna de líquido y el tubo es proporcional al radio del tubo, mientras que el peso de la columna de líquido es proporcional al cuadrado del radio del tubo. Por lo tanto, un tubo estrecho arrastrará una columna de líquido más lejos de lo que lo hará un tubo más ancho, dado que las moléculas de agua internas se unen lo suficiente a las externas.

En plantas y animales

La acción capilar se observa en muchas plantas. El agua se eleva a lo alto de los árboles mediante la ramificación; evaporación en las hojas creando despresurización; probablemente por presión osmótica agregada en las raíces; y posiblemente en otros lugares dentro de la planta, especialmente cuando se acumula humedad con las raíces aéreas.

La acción capilar para la absorción de agua se ha descrito en algunos animales pequeños, como Ligia exotica y Moloch horridus.

Algunos ejemplos de capilaridad

En el entorno construido, la penetración capilar limitada por evaporación es responsable del fenómeno del aumento de la humedad en el hormigón y la mampostería, mientras que en la industria y la medicina diagnóstica este fenómeno se aprovecha cada vez más en el campo de los microfluidos a base de papel.

Fisiológicamente hablando, la acción capilar es esencial para el drenaje del líquido lagrimal producido continuamente del ojo. En la esquina interna del párpado hay dos canalículos de diámetro diminuto, también llamados conductos lagrimales; sus aberturas se pueden ver a simple vista dentro de los sacos lacrimales cuando los párpados están evertidos.

La mecha es la absorción de un líquido por un material a la manera de la mecha de una vela. Las toallas de papel absorben el líquido a través de la acción capilar. Esto permite que el líquido se transfiera de una superficie a la toalla. Los pequeños poros de una esponja actúan como pequeños capilares, lo que hace que absorba una gran cantidad de líquido. Se dice que algunos tejidos utilizan la acción capilar para “absorber” el sudor de la piel. Estos a menudo se denominan telas absorbentes, después de las propiedades capilares de las mechas de velas y lámparas.

La acción capilar se observa en la cromatografía de capa fina, en la que un solvente se mueve verticalmente hacia arriba de una placa a través de la acción capilar. En este caso, los poros son espacios entre partículas muy pequeñas.

La acción capilar lleva la tinta a las puntas de las puntas de la pluma estilográfica desde un depósito o cartucho dentro de la pluma.