Higroscopia

Higroscopia Concepto: Higroscopia, palabra que deriva del griego ύγρος hygros 'húmedo, mojado' y σκοπειν skopein 'observar, mirar' es la capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medioambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta el estudio de la humedad, sus causas y variaciones (en particular de la humedad atmosférica

Son higroscópicos todos los compuestos que atraen agua en forma de vapor o de líquido de su ambiente, por eso a menudo son utilizados como desecantes.

Introducción

En el proceso de fabricación de baldosas para piso cerámico y en muchos otros casos, relacionados con el estudio y caracterización de material arcilloso, surge la necesidad de hacer controles previos de los parámetros más relevantes como:

• Grado de humedad1 de las muestras; b) temperatura de cocido;
• Presión de prensado y
• Densidad aparente (DAP), por enunciar algunas. Dichos controles se hacen sobre muestras crudas por diferentes métodos, como el más reciente2, con el objetivo de determinar el comportamiento de propiedades eléctricas como:
• conductividad;
• permitividad eléctrica;
• dimensiones de grano3, y otras.

Los resultados experimentales del comportamiento de absorción y emisión térmica de más de 100 muestras de material cerámico crudo (probetas). La propiedad eléctrica más importante que tienen los materiales dieléctricos es la permitividad eléctrica ε, que para compuestos arcillosos es compleja, puesto que su cálculo y determinación es un problema de múltiples fases (aire, agua, sólido), tal y como lo reporta 4. Un modelo físico riguroso que describa el comportamiento de la permitividad eléctrica relativa ε, para esta clase de sistemas atómicos, es extenso y requiere de una buena máquina de cálculo y bastante tiempo disponible,s

Algunos de los compuestos higroscópicos reaccionan químicamente con el agua como los hidruros o los metales alcalinos. Otros la atrapan como agua de hidratación en su estructura cristalina como es el caso del sulfato de sodio. El agua también puede adsorberse físicamente. En estos dos últimos casos, la retención es reversible y el agua puede ser desorbida. En el primer caso, al haber reaccionado, no se puede recuperar de forma simple.

Algunos ejemplos de los compuestos higroscópicos más conocidos son:

• Cloruro cálcico (CaCl₂)
• Cloruro de sodio (Halita)(NaCl)
• Hidróxido de sodio (NaOH)
• Hidroxilamina (NH₂OH)
• Ácido sulfúrico (H₂SO₄)
• Sulfato de cobre (II) (CuSO₄)
• Óxido de fósforo (V) (P₄O₁₀)
• Óxido de calcio (Cal viva)(CaO)
• Gel de sílice
• Miel.

Para cada sustancia existe una humedad que se llama de equilibrio, es decir, un contenido de humedad tal de la atmósfera a la cual el material capta humedad del ambiente a la misma velocidad que la libera. Si la humedad ambiente es menor que este valor de equilibrio, el material se secará, si la humedad ambiente es mayor, se humedecerá. Así, ciertos minerales como el cloruro de calcio son capaces de captar agua de la atmósfera en casi cualquier condición, porque su humedad de equilibrio es muy alta. Sustancias como estas son usadas como desecadores. Otros ejemplos son el ácido sulfúrico, el gel de sílice, etc.

Núcleos higroscópicos

Los núcleos higroscópicos, hacen referencia a las partículas de sales o gotitas de soluciones salinas, procedentes principalmente de los mares y océanos, sobre las cuales se condensa la humedad del aire en la atmósfera. Una vez en la atmósfera empiezan por entrar en contacto con las gotitas de humedad y se disuelven en ellas. Como la presión de vapor de la disolución es inferior a la del agua pura, se va condensando en ella el vapor, hasta formar gotas mayores que acaban por precipitarse en lluvia. Uno de los métodos para provocar la lluvia artificialmente consiste precisamente en diseminar núcleos higroscópicos en el seno de las nubes.

El liquido de frenos de la automoción también es un ejemplo de liquidos higroscópico. Debemos tener cuidado de no tocarlo y evitar derrames. En el vehículo tiene un efecto decapante de la pintura de la carroceria. Tiene un elevado punto de ebullicion por lo que sirve para soportar altas temperaturas (300 °C). Suele estar formado por alcoholes o glicerinas.

Delicuescencia

Los materiales delicuescentes (del latín deliquescere, hacerse líquido) son sustancias (en su mayoría sales) que tienen una fuerte afinidad química por la humedad y que absorben cantidades relativamente altas de agua si son expuestos a la atmósfera, formando una solución líquida. Ejemplos de sustancias delicuescentes son: cloruro de calcio, cloruro férrico, cloruro de magnesio, cloruro de zinc, carbonato de potasio, hidróxido de potasio y el hidróxido de sodio.

Debido a su gran afinidad por el agua, estas sustancias suelen ser usadas como desecantes.

Fuente

• Ang Hu and Yonghan Fang, et al. Humidity Dependence of Apparent Dielectric Constant for DSP Cement Materials at High Frequencies. J. Am. Ceram. Soc. 82 [7] 1741 – 47 (1999)
• Marchetti, B. y Marco Revel, G. Medida en línea de la densidad en crudo de baldosas cerámicas. Análisis de incertidumbre. Qualicer 2002. Castellón España. Pp P.GI – 13 –22.
• Dale P. Bentz. et al. Influence of Cement Particle – Size Distribution on Early Age Autogenous Strains and Stresses in Cement – Based Materials. J. Am. Ceram. Soc. 84 [1] 129 – 35 (2001)
• Maerz, H., Chepur, P., Myers, J., Linz, J. Concrete Roughness haracterization Using Laser Profilometry for Fiber – Reinforced Polymer Sheet Application. Transportation Research Board, 80th Annual Meeting, January 7-11, 2001,Washington, D.C., Paper N° 01-0139.
• Vancaster, N., Moortgat, G., Cambier, F. Caracterización de Productos de Arcilla Prensada Mediante la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica