¿Qué es la capilaridad?
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que les permite desplazarse por orificios tubulares o superficies porosas aun en contra de la fuerza de gravedad. Para ello, debe haber un equilibrio y coordinación de dos fuerzas relacionadas con las moléculas del líquido: cohesión y adhesión; teniendo estas dos un reflejo físico llamado tensión superficial.
El líquido necesita poder mojar las paredes internas del tubo o los poros del material por el que se desplaza. Esto ocurre cuando la fuerza de adhesión (líquido-pared del tubo capilar) es mayor que la fuerza de cohesión intermolecular. En consecuencia, las moléculas del líquido crean interacciones más fuertes con los átomos del material (vidrio, papel, etc.) que entre ellas.
Capilaridad del agua
El agua presenta un valor de tensión superficial de 72,75 N/m, relativamente alto en comparación con los valores para tensión superficial de los líquidos siguientes:
-Acetona: 22,75 N/m
-Alcohol etílico: 22,75 N/m
-Hexano: 18,43 N/m
-Metanol: 22,61 N/m.
Por lo tanto, el agua tiene una tensión superficial excepcional, lo que favorece el desarrollo del fenómeno de capilaridad tan necesario para la absorción de agua y nutrientes por las plantas.
En las plantas
La capilaridad es un mecanismo importante para el ascenso de la savia por el xilema de las plantas, pero es insuficiente por sí sola para hacer llegar la savia a las hojas de los árboles.
La transpiración o evaporación es un mecanismo importante en el ascenso de la savia por el xilema de las plantas. Las hojas pierden agua mediante su evaporación, generando una disminución en la cantidad de las moléculas de agua, lo que provoca una atracción de las moléculas de agua presentes en los tubos capilares (xilema).
Las moléculas de agua no actúan independientemente unas de otras, sino que interaccionan por las fuerzas de Van der Waals, lo que hace que asciendan enlazadas entre sí por los tubos capilares de las plantas hacia las hojas.
Además de estos mecanismos, debe señalarse que las plantas absorben agua del suelo por ósmosis y que una presión positiva generada en la raíz, impulsa el inicio del ascenso del agua por los tubos capilares de la planta.
Ejemplos de capilaridad
Tensión superficial en insectos
Algunos insectos pueden caminar por el agua, esto se debe a que el peso del insecto queda compensado por la resistencia del agua al ser deformada.
Tubo capilar de vidrio
Si introducimos un tubo de vidrio en un recipiente con agua, el nivel del agua subirá por el tubo.
Si introducimos un tubo de mayor diámetro, el agua se quedará a un nivel más bajo. La superficie del líquido se quedará con una forma cóncava llamada menisco.
Tubo capilar en mercurio
Si introducimos un tubo capilar en el mercurio, el nivel de este subirá por el tubo, pero a menos medida que el agua.
Además, su superficie presentará una curvatura convexa de menisco invertido.
Tensión superficial en hojas
Al igual que ocurre con los insectos, la tensión superficial que se crea hace que la hoja o algunas flores floten en el agua sin que se hundan, pese a que su peso es mayor que el del agua.
Alimentación de las plantas
A través del fenómeno de la capilaridad, las plantas extraen el agua del suelo y lo transportan a sus hojas.
A través de los tubos capilares de las plantas ascienden los nutrientes hasta llegar a todas las partes de la planta.
Ascenso de la savia en los árboles
La savia asciende a lo largo del árbol gracias al proceso de capilaridad. El ascenso se debe a que en las hojas se genera una evaporación del líquido que hace que se produzca una presión negativa en el xilema, permitiendo que la savia ascienda por la acción de la capilaridad. Puede llegar a alcanzar una altura de 3 km de ascenso.
Con una servilleta de papel
Si colocamos una servilleta de papel que toque la superficie del agua y que salga del recipiente, mediante el proceso de capilaridad el agua puede desplazarse por la servilleta llegando a salir del recipiente.
Transferencia de agua
Al igual que podemos hacer que el líquido salga del recipiente, como en el ejemplo anterior, si conectamos dos recipientes a través de un material absorbente, como puede ser una servilleta de papel, el agua de un recipiente pasará al otro.
Detergentes y jabones sobre el agua
Existen algunos detergentes y jabones que tienen compuestos químicos que hacen que se depositen sobre el agua y la tensión superficial les impide hundirse.
Ascensión del agua en el suelo
La capilaridad de algunos suelos hace que el agua ascienda a través del terreno hasta superar el nivel freático, pese a que es un movimiento contrario a la gravedad.
Humedad en las paredes
La capilaridad que presentan algunas paredes hace que el agua se filtre en ellas y entre en las casas.
Esto provoca que en las casas haya mayor concentración de moléculas de agua en el aire, lo que se conoce como humedad.
Mojar galletas
Cuando en el desayuno mojamos las galletas en la leche, la acción de la capilaridad hace que la leche entre en la galleta, aumentando así la capacidad de líquido de la misma.
Al ascender la leche por la galleta, deshace las fuerzas de cohesión del sólido y por eso la galleta se rompe.
Velas de mantequilla
Si cogemos un trozo de mantequilla y le clavamos una mecha y la encendemos con una cerilla, esta arderá.
Sin embargo, la mantequilla que está en contacto con el oxígeno del aire no arde. Esto sucede porque la capilaridad de la vela permite que la mantequilla derretida suba por la mecha y funcione a modo de carburante de combustión.
Terrones de azúcar
La capilaridad de los terrones de azúcar hace que si los ponemos en contacto con un líquido, como puede ser el agua, los terrones lo absorban de manera que retienen el líquido dentro de ellos.
Si el líquido está en mayor concentración que el terrón de azúcar, puede conseguir que las fuerzas de cohesión del mismo se rompan.
Capilaridad con las flores
Para observar el fenómeno de capilaridad que se produce en las plantas, podemos sumergir el tallo de una flor en un recipiente con un colorante.
A través de la capilaridad de la flor, el agua ascenderá hasta sus pétalos y cambiará el color de los mismos.
Capilaridad de los terrenos
Para que el agua suba a la superficie de un terreno, el terreno tiene que ser poroso. Cuanto más poroso sea el terreno, las fuerzas de adherencia del agua serán menores, por lo que el agua se filtrará más.
Por ejemplo, los terrenos con arena y grava, al ser más porosos, drenan el agua rápidamente, mientras que en los terrenos arcillosos, el agua no drena y forma charcos, ya que los poros son mucho más pequeños.
Tinta para las estilográficas
La capilaridad es la responsable de transportar la tinta desde el depósito hasta la punta de la estilográfica.
Lágrimas
La capilaridad resulta fundamental para el drenaje del líquido lagrimal, pues hace que este líquido suba por los conductos lagrimales y salga.
Referencias
- Fenómenos de superficie: tensión superficial y capilaridad. [PDF]. Recuperado de: ugr.es
- Risvhan T. (s.f.).Capilaridad en las plantas. Recuperado de: academia.edu