¿Qué es la licuefacción?
La licuefacción es un proceso de cambio de estado de un sólido a líquido o de un gas a líquido (condensación). Hay una serie de procesos en los cuales se utiliza el término licuefacción para denominar situaciones inconexas, pero que tienen en común la generación de entes que se comportan como líquidos.
Se usa la expresión de licuefacción del suelo para denominar la transformación que experimenta un suelo, bajo la acción de un choque sísmico, que lo transforma en una estructura con características de líquido.
La licuefacción tisular o necrosis licuefactiva es una condición en la que se produce la muerte celular o tisular por una infección bacteriana o fúngica, o de una isquemia, lo que produce la destrucción celular por la acción de las enzimas de los agentes infectantes, así como las propias de los leucocitos.
La acción destructiva que actúa sobre las células produce la transformación de su forma sólida en una masa líquida viscosa. En medicina, también se habla de la licuefacción del semen.
Asimismo, se habla de la licuefacción del carbón para producir combustibles, o de la licuefacción de los gases para facilitar su uso en numerosas aplicaciones, como la del oxígeno líquido, empleado en medicina en la respiración asistida.
Concepto de licuefacción
Lo que se entiende por licuefacción depende del fenómeno que se esté observando. Sin embargo, todos convergen en un punto: la obtención de un material líquido sea viscoso o no.
La licuadora, por ejemplo, genera a partir de ingredientes sólidos una mezcla que tiende a parecerse a una pasta o líquido. Se dice que los ingredientes (de la receta que sea) se han licuado.
Puede que no hagan falta severas revoluciones para licuar otras sustancias, sólidos o gases, sino el uso de grandes presiones o descender la temperatura; o quizás, la participación de enzimas o microorganismos.
En química, la licuefacción es la compresión de un gas hasta condensarlo; es decir, se condensa aplicando altas presiones asistidas por un descenso de temperatura. No obstante, se usa el mismo término en otros ámbitos donde un cuerpo sólido o viscoso gana fluidez, sin importar la naturaleza del proceso.
Licuefacción de gases
- Métodos. Es el proceso de transformación de un gas a la fase líquida. Los métodos de licuefacción de los gases pueden resumirse en tres:
- Compresión del gas a temperaturas inferiores a su temperatura crítica.
- Haciendo que el gas trabaje contra una fuerza externa. Esto produce una pérdida de energía y el cambio del estado gaseoso al estado líquido.
- Haciendo trabajar el gas contra sus propias fuerzas internas, lo que se traduce en pérdida de energía y licuefacción. Muchos gases pasan al estado líquido mediante enfriamiento a la presión atmosférica normal. Los gases, como el nitrógeno, el oxígeno y el metano, requieren del uso de temperaturas muy bajas para licuarlos y almacenarlos. Otros gases requieren de presiones altas para su licuefacción.
- Amoníaco y dióxido de carbono. El gas amoníaco tiene una temperatura crítica de 133 °C. Para convertirlo en líquido debe suministrársele una presión de 112,5 atmósferas. Mientras, el dióxido de carbono tiene una temperatura crítica de 30,98 °C y una presión crítica de 73 atm para producir su licuefacción.
- Aire. La licuefacción del aire es una forma de obtener nitrógeno, oxígeno, argón y otros gases, mediante el sometimiento del aire líquido a una destilación fraccionada en una unidad de separación de aire criogénica. Inclusive algunos gases nobles, como el criptón (Kr), se descubrieron por un método parecido. La conversión de los gases a su forma líquida favorece su almacenamiento y uso. De esta manera, se facilita la administración de oxígeno a pacientes que lo requieren y el uso del nitrógeno en la cirugía criogénica, en la preservación de muestras biológicas y en el mantenimiento de espermatozoides viables.
Licuefacción de los suelos y sísmica
La licuefacción es una disminución de la resistencia o rigidez de un suelo por la acción de un fenómeno sísmico. Este fenómeno se presenta en suelos saturados con agua, donde entre las partículas del suelo existen poros llenos de agua. El agua ejerce una presión relativamente baja sobre las partículas del suelo.
Pero en presencia de una sacudida sísmica, aumenta la presión ejercida por el agua sobre las partículas del suelo, lo que puede producir su separación y disminución de su cohesión. Esto produce la transformación de las características del suelo, que adquiere la forma de un líquido fangoso.
El impacto sísmico es la causa principal de la licuefacción de los suelos, siendo los de partículas finas los más susceptibles, como los suelos arenosos, limosos y de grava. Como consecuencia, se comportan como un líquido viscoso.
Entonces, el suelo se deforma fácilmente y pierde su capacidad de soportar los cimientos de las construcciones, y los edificios sobre estos suelos se inclinan y pueden derrumbarse.
Licuefacción seminal
La licuefacción tiene lugar cuando los coágulos formados por las proteínas se rompen y el semen se vuelve menos viscoso. Este proceso ocurre en un lapso de 20 minutos después de la eyaculación, cambiando el semen de un gel espeso y viscoso a un líquido.
La determinación del tiempo de licuefacción del semen forma parte del espermograma: conjunto de pruebas realizadas para analizar la fertilidad del hombre. Un tiempo de licuefacción dentro de los 60 minutos después de la eyaculación se considera dentro de los límites normales.
El semen se coagula casi inmediatamente después de la eyaculación, para licuarse de 5 a 40 minutos después de esta, por la acción de un antígeno específico de la próstata. En algunos casos, la licuefacción del semen no se completa a la hora de la eyaculación.
Licuefacción en medicina
La licuefacción tisular es una de las causas de la necrosis. Entendiéndose esta como la degeneración de un tejido por la muerte de sus células. Las siguientes son formas de necrosis: coagulativa, grasosa, gangrenosa, caseosa y licuefactiva o licuefacción tisular.
Licuefacción de tejidos
- Necrosis licuefactiva. La necrosis licuefactiva está presente en las infecciones bacterianas o fúngicas. Las células afectadas son completamente digeridas por las enzimas hidrolíticas y son transformadas en una masa líquida viscosa, con la presencia de un pus amarillento debido a los leucocitos muertos y los restos del tejido necrótico. Después de la eliminación de los restos celulares por los glóbulos blancos, se forma un espacio líquido. La licuefacción es consecuencia de las enzimas bacterianas y las enzimas hidrolasas de los lisosomas. También se produce necrosis licuefactiva cerebral, pero ella no es consecuencia de una infección bacteriana. Se origina más bien por un episodio isquémico o hipóxico que provoca un daño tisular, con liberación de las enzimas de los lisosomas capaces de destruir las células necróticas, produciendo así la licuefacción. El área afectada es blanda con un centro licuado. Posteriormente, se forma un espacio quístico que contiene restos celulares necróticos y macrófagos con material fagocitado.
- Pulmones. En los pulmones se observa la licuefacción tisular asociada a la presencia de abscesos. En los pacientes de tuberculosis se puede observar áreas afectadas por la licuefacción de color blanco y aspecto similar al queso.
- Enzimas digestivas. En la necrosis licuefactiva se puede observar la digestión enzimática del tejido necrótico, así como la digestión enzimática de los tejidos circundantes y desnaturalización de las proteínas. Todo esto es consecuencia de la presencia en los agentes infectivos de enzimas digestivas. Estas enzimas pueden desencadenar un proceso inflamatorio que facilita la digestión celular, provocada por la acción de los organismos infectivos y las enzimas liberadas por las células necróticas y los leucocitos.
Referencias
- Licuefaction. Recuperado de merriam-webster.com.
- Licuefaction of gases. Recuperado de science.jrank.org.
- Liquefaction of gases. Recuperado de byjus.com.
- Liquefaction of gases. Recuperado de en.wikipedia.org.
- Toro Montoya, A.I. Espermograma. Recuperado de medigraphic.com.