¿Qué es la evaporación?

Desde hace décadas ha sido necesario implementar nuevas técnicas de separación física a nivel industrial. La más común entre todas es la evaporación. Esto ha facilitado la obtención de los productos finales de diferentes industrias. Sin embargo, sus aplicaciones no se limitan al ámbito productivo, sino que se encuentra presente en la vida cotidiana. Actividades del hogar como: secar la ropa, cocinar y limpiar involucran a este proceso como factor principal.

Definición

Es un proceso físico que obedece al principio de separación de masa. Consiste en el desprendimiento de moléculas de un líquido, originando que la materia pase de estado líquido a gaseoso. Sucede cuando el líquido es sometido a condiciones de temperatura y presión que propicien la separación de moléculas. No obstante, es común relacionar el concepto de evaporación con el de ebullición (también conocida como vaporización).

Diferencias entre la evaporación y la vaporización

La evaporación consiste en la separación de moléculas de un líquido, principalmente a través de energía térmica. La temperatura del fluido no necesariamente debe estar en su punto de ebullición para que comience a darse la separación. Basta que la temperatura del entorno sea adecuada para suministrar suficiente energía a las moléculas de la capa superficial.

Dotando de energía térmica al líquido, este lo transforma en energía cinética que promueve el rompimiento de la tensión superficial. Lo mismo ocurre cuando, en lugar de suministrar energía, se disminuye la presión del sistema. La disminución de presión descomprime moléculas, dando mayor espacio para su movimiento, tanto que debilita y rompe tensiones. Una vez rota dicha tensión, las moléculas se desprenden del resto del cuerpo hacia la atmósfera en estado gaseoso. Puede suceder constantemente, variando temperatura y presión dependiendo del compuesto.

Por su parte, la ebullición o vaporización sucede cuando la sustancia en cuestión alcanza su temperatura y/o presión de ebullición. Entiéndase ebullición como el punto de cambio de estado líquido a gaseoso. Esta inyección de energía no solo afecta la capa superficial del líquido sino a todo su volumen. Así, la ebullición genera mayor capacidad y rapidez de separación que la evaporación.

Tipos de evaporación

• Aumento de la temperatura: en este tipo, la temperatura es la causante de separación de partículas. La energía térmica que se suministra a una sustancia pura o solución se convierte en energía cinética. Se promueve mayor movimiento a las moléculas al aumentar su temperatura, lo que desencadena rompimiento de tensión superficial.
• Disminución de la presión: puede realizarse por dos razones fundamentales: inestabilidad de fluidos o ahorro energético. Cuando una sustancia es térmicamente inestable y necesita separarse por evaporación, este es el método ideal. Por otro lado, existen compuestos muy pesados que para separarse requieren un excesivo gasto de energía, lo cual no resulta factible a nivel económico. Además, se recomienda entones disminuir presión del sistema para que la inversión energética sea menor de la requerida a presión atmosférica.
• Combinación de efectos: fusiona los métodos anteriores a fin de aprovechar al máximo la extracción de componentes volátiles de una mezcla pesada. Propicia la separación mediante el movimiento cinético que adquiere con energía térmica y por la descompresión que ejerce el vacío.

 Factores que influyen en la evaporación

• Naturaleza del líquido: la composición química de la sustancia establece sus propiedades físicas. Entre ellas, la fuerza de atracción de sus moléculas. Por ende, mientras más pesada sea la mezcla a separar, será mayor la dificultad del proceso.
• La temperatura: cada sustancia tiene un requerimiento mínimo de energía cinética. A menor temperatura, disminuye la capacidad de romper la tensión molecular, es decir, hay menor tendencia a la evaporación.
• Sistema abierto o cerrado: en un ambiente cerrado, las moléculas evaporadas chocan contra una frontera física. Esto conlleva a que las partículas se condensen y desciendan por gravedad en estado líquido. Por el contrario, cuando el sistema es abierto, la masa gaseosa liberada es expandida abarcando todo el espacio posible.
• Concentración de las moléculas evaporadas: puede limitarse la evaporación de una sustancia a causa de la concentración del aire. De igual forma, puede estar saturado, bien sea por la misma sustancia o por otras, impidiendo el cambio de esta al estado gaseoso.
• Presión y área de superficie del líquido:  a menor presión, disminuye la fuerza de compresión, facilitando el proceso. Por otro lado, si el área de superficie expuesta a las condiciones nombradas es mayor, resulta más eficiente la separación.

Importancia

Son muchas las aplicaciones que tiene este proceso, tanto en la vida cotidiana del hombre como en la naturaleza. Comenzando por un elemento vital para la vida misma, el agua. De hecho, el ciclo del agua no es posible sin evaporación. Si el cambio de fase líquida a gaseosa no se diera, se perdería un eslabón del proceso. Indudablemente, llevaría a la desestabilización del planeta, generando desastres naturales y, posiblemente, extinción de todas las especies en cadena.

A nivel cotidiano, se observa este fenómeno en la mayoría de actividades que se desempeñan. El transpirar conlleva al secado de la piel cuando el entorno se encuentra más caliente que el cuerpo humano. Lo mismo sucede al llorar y los residuos de agua luego de bañarse. De igual manera, labores como el lavado de ropa y otros, propician la evaporación al dejar secar expuestos al sol.

Además, mediante el estudio científico, el hombre ha desarrollado diferentes actividades para su crecimiento y confort. Las diferentes industrias han incluido este proceso en sus operaciones para facilitar y garantizar calidad en sus productos. Las industrias alimentarias y petroleras han sido las más constantes en la práctica.

Ejemplos de evaporación en la vida cotidiana

El proceso de separación de moléculas de un líquido representa un sistema típico de estudios en laboratorios. Además, es empleado a nivel industrial. Sin embargo, forma parte también de la naturaleza en sí misma y de la cotidianidad del hombre.  Algunos ejemplos son:

• Planchado de ropa.
• Secado natural del cuerpo.
• Hielo seco.
• Aires acondicionados.
• Secado de ropa al sol.
• Humo de la comida cocinada.
• Sauna.
• Evaporación de mares y lagos.
• Diversos tipos de depósitos de agua.
• Transpiración.
• Secado de superficies húmedas.