Para aquellos que se estén preguntando qué es la tensión superficial, hoy veremos algunos ejemplos muy comunes que seguro que todos hemos observado más de una vez pero que no hemos caído en la cuenta de que eso que veíamos era una demostración de la naturaleza de la existencia de la tensión superficial.
La tensión superficial es un término que suele aplicarse a los líquidos porque es una forma de medir la cohesión que existe entre las moléculas de ese líquido. Todas las moléculas que componen una sustancia líquida interaccionan de alguna forma entre ellas y se atraen, se dice que un líquido tiene más o menos cohesión según si sus moléculas se atraen más o menos entre ellas, respectivamente.
Pero la tensión superficial se aplica sólo sobre las superficies de un líquido. Cuando nos encontramos sobre la superficie del líquido las moléculas que están justo debajo de la superficie sienten esa atracción sólo por las moléculas que tienen a los lados y hacia abajo, pero en la parte superior no tienen más moléculas, sólo la superficie. Como resultado, estas moléculas sienten una fuerza que las estira hacia abajo, hacia el interior del líquido.
La tensión superficial depende de la naturaleza de cada líquido
Ahora que tenemos claros estos conceptos previos, la tensión superficial se define en física como la cantidad de energía necesaria para incrementar la superficie de un líquido y contrarrestar esa fuerza de atracción hacia el interior. Otra forma de verlo es imaginarse que la tensión superficial es lo que impide que algo se sumerja en el líquido, esa fuerza que hay que superar para atravesar un líquido.
A lo mejor os parece un tanto absurdo pensar que existe alguna fuerza que impide sumergir un dedo en el agua, a nosotros nos parece insignificante, pero resulta que esta cualidad es la que permite que algunos insectos puedan caminar sobre el agua. Debido a que su peso no ejerce la suficiente fuerza como para romper esa cohesión que existe entre las moléculas, estos pueden desplazarse por la superficie del agua.
¿Sabías que el agua caliente se congela más rápido que el agua fría?
Pero la tensión superficial depende de la naturaleza de cada líquido, del entorno que lo rodea y de la temperatura. Cuando aplicamos calor sobre un líquido y aumenta su temperatura, la tensión superficial disminuye debido a que las fuerzas de cohesión también disminuyen.
El agua es uno de los líquidos con mayor tensión superficial
Las unidades de tensión superficial se miden en en J/m2 o en N/m. Aquí abajo os dejamos algunos ejemplos de la tensión superficial de algunos líquidos a 20ºC. Si os fijáis veréis que el agua es uno de los líquidos que aparecen con la mayor tensión superficial.
Tensión superficial de algunos líquidos a 20ºC. Fuente: Ciencia Today
La tensión superficial del agua es 0,073 N/m, y es tan alta porque además de las famosas fuerzas de Van der Waals que se producen entre la mayoría de moléculas, las moléculas de agua también forman puentes de hidrógeno entre ellas.
Gracias a esta propiedad del agua, algunos insectos como los mosquitos o los zapateros pueden mantener su ciclo vital. Estos insectos ponen sus huevos justo debajo de la superficie del agua, ya sea en un charco, una poza o cualquier estanque. Si estos se hundieran bajo el agua no podrían lograr su misión, pero gracias a la tensión superficial del agua pueden caminar sobre ella y depositar sus huevos bajo la superficie.
Otra de las peculiaridades que tiene el agua gracias a su elevada tensión superficial son las gotas. Si te fijas, hay pocos líquidos que creen gotas tan perfectas como las del agua. La tensión superficial es lo que permite que se formen las gotas de agua en un gotero, por ejemplo. El agua va cayendo muy lentamente, pero antes de caer, va formando la gota y esta no cae, si no que se va redondeando por la tensión superficial, hasta que el peso es lo suficientemente alto como para vencer dicha tensión.
También te habrás fijado que podemos rellenar un vaso de agua y pasarnos de la capacidad del vaso sin que ni una gota de agua caiga sobre la mesa. Se forma un ligero abultamiento en la superficie que se explica por la tensión superficial del agua. El agua no rebosa porque la tensión superficial aguanta hasta cierta cantidad de moléculas de agua cohesionadas entre sí. Llega un momento en que si nos pasamos de agua, la tensión superficial se rompe y el agua cae.
Todos somos conscientes de la tensión superficial del agua aunque no hayamos parado a pensarlo
Otro de los ejemplos de tensión superficial que podemos observar en la vida cotidiana son las pompas de jabón o las burbujas. Gracias a la mezcla del agua y el detergente (o jabón) se consiguen esferas perfectas que se mantienen estables durante cierto tiempo. El detergente también ayuda a disminuir la tensión superficial del agua y por eso es un excelente aliado para lavar ropa y quitar mancha.
¿Por qué vemos el mar de color azul si el agua es transparente?
Ahora que ya sabes qué es la tensión superficial, seguro que te has dado cuenta de que era una cosa que ya sabías que existía pero que simplemente no te habías parado a pensar qué fenómeno podía explicar estos comportamientos tan peculiares de algunos líquidos.
