Las espumas son omnipresentes en nuestra vida diaria, desde las burbujas de nuestra cerveza hasta la espuma de nuestra pasta de dientes. También se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones industriales, como procesamiento de alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos.
La estabilidad de las espumas es un factor crítico en muchas de estas aplicaciones. Si una espuma se colapsa demasiado rápido, puede perder su función o incluso volverse peligrosa. Por ejemplo, la espuma de un extintor de incendios debe ser lo suficientemente estable como para sofocar las llamas, mientras que la espuma de una crema de afeitar debe poder mantener su forma el tiempo suficiente para que el usuario se la aplique en la cara.
A pesar de su importancia, los mecanismos por los cuales colapsan las espumas no se comprenden completamente. Esto se debe en parte al hecho de que las espumas son sistemas complejos que pueden verse influenciados por una variedad de factores, como la tensión superficial del líquido, la viscosidad del líquido y la presencia de tensioactivos.
En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara han identificado dos mecanismos físicos distintos de cómo colapsan las espumas simples. El primer mecanismo se llama "drenaje y colapso" y ocurre cuando el líquido de la espuma se drena de las burbujas, provocando que colapsen. El segundo mecanismo se llama "coalescencia de burbujas" y ocurre cuando dos o más burbujas se fusionan para formar una burbuja más grande.
Los investigadores descubrieron que la importancia relativa de estos dos mecanismos depende de las propiedades de la espuma. Para espumas con una alta tensión superficial, el drenaje y el colapso son el mecanismo dominante. Para espumas con una tensión superficial baja, la coalescencia de las burbujas es el mecanismo dominante.
Los hallazgos del equipo podrían conducir a nuevas formas de controlar la estabilidad de las espumas. Por ejemplo, añadiendo un tensioactivo a una espuma, puede ser posible reducir la tensión superficial y aumentar la estabilidad de la espuma.
El estudio fue publicado en la revista Physical Review Letters.
Identificamos dos mecanismos físicos distintos para el colapso de espumas simples:drenaje y colapso, y coalescencia de burbujas. El drenaje y el colapso se producen cuando el líquido se drena de la espuma, lo que provoca el colapso de las burbujas. La coalescencia de burbujas ocurre cuando dos o más burbujas se fusionan para formar una burbuja más grande. Encontramos que la importancia relativa de estos dos mecanismos depende de las propiedades de la espuma. Para espumas con una alta tensión superficial, el drenaje y el colapso son el mecanismo dominante. Para espumas con una tensión superficial baja, la coalescencia de las burbujas es el mecanismo dominante. Nuestros resultados proporcionan una comprensión fundamental de cómo colapsan las espumas simples y podrían conducir a nuevas formas de controlar la estabilidad de las espumas.
