Tercer Milenio
En colaboración con ITA
Ciencia de andar por casa
Por qué cuesta tanto despegar un trozo de celo
Se suman tres factores: la viscoelasticidad, el envejecimiento y el recién descubierto movimiento de salto repentino del borde de contacto.
Supongo que no descubro nada nuevo si digo que resulta bastante más fácil pegar una tirita, trozo de celo o cinta adhesiva que despegarlos –salvo, claro está, que seas un negado para las manualidades como yo y, por tanto, ya incapaz de empaquetar un regalo sin que el celo se te quede pegado a los dedos o que monta un desaguisado cada vez que se enfrenta al reto de forrar un libro con forro adhesivo; pero esa es otra historia–.
Una característica –la de la dificultad de despegado, no la de inepto– que comparten todos los materiales adhesivos elásticos, que en lenguaje científico se conoce como histéresis de adhesión, y que viene a significar precisamente eso, que el contacto adhesivo se forma de manera muy fácil, pero, por el contrario, es bastante más difícil de romper.
La enorme capacidad adhesiva de estos materiales viene motivada por su naturaleza elástica, que les permite adaptarse perfectamente a la orografía de la superficie de contacto y adherirse a ella, por decirlo de algún modo, punto por punto. Una naturaleza elástica que está también detrás de la histéresis de adhesión. Pero no anticipemos acontecimientos y explicaciones.
La explicación clásica
Hasta ahora la ciencia explicaba la referida resistencia a despegarse basándose en dos fenómenos o mecanismos: la disipación de energía viscoelástica y el envejecimiento –esto es, el tiempo transcurrido desde que se estableció el contacto, aunque dicho así suene más a película de ciencia ficción que a ídem adhesiva–.
Antes de continuar, un necesario inciso: la adhesión del celo (y parientes) sobre una superficie se establece fundamentalmente por fuerzas de Van der Waals, esto es, interacciones electrostáticas atractivas entre las moléculas de ambos materiales.
Lo anterior viene a cuento porque el envejecimiento remite a la formación de enlaces químicos de naturaleza covalente con el paso del tiempo entre material adhesivo y la superficie; propiciados por la presencia de oxígeno y humedad. Esto significa que, a la hora de proceder a despegar la tirita en cuestión, hay que romper más uniones (y, además, más fuertes) de las establecidas inicialmente.
Esa, como dijimos, era la explicación clásica que, no obstante, se quedaba algo coja, como denotaban las discrepancias entre las mediciones experimentales y los cálculos teóricos.
Pero, ahora, un estudio efectuado por investigadores de las Universidades de Friburgo (Alemania), Pittsburgh y Akron (Estados Unidos) ha identificado una nueva causa a sumar a la ídem. O, dicho sin juegos de palabras: un nuevo factor que contribuye a esta dificultad de despegue –lo que de nuevo suena a película del espacio–. Un factor que se manifiesta más y cobra más importancia cuanto más rugosa es la superficie y pomposamente denominado como ‘movimiento de salto repentino de borde de contacto’ o, de manera alternativa, ‘inestabilidades de deslizamiento’.
Denominaciones que, al menos a los menos apegados a la ciencia de los materiales, nos dicen más bien poco y nos aclaran más bien menos. Bautizos aparte, lo que sucede a escala microscópica es que la rugosidad de la superficie provoca que el adhesivo se despegue mediante movimientos muy pequeños y bruscos del perímetro (o borde) de contacto. O, dicho de forma más coloquial, a tirones y no de una única vez.
Explicado de un modo simplificado: imaginemos que el borde del celo está adherido a un valle o depresión de la superficie de contacto. Cuando procedemos a despegarlo, agarramos por el borde (de contacto) y tiramos hacia arriba y hacia atrás. Pero, en su movimiento de desplazamiento hacia atrás, el borde tropieza con una cresta o elevación de la superficie que actúa como trinquete, es decir, obstaculiza e impide que siga deslizándose; y que nos obliga a realizar un nuevo esfuerzo –a dar un tirón adicional– para superarlo. Y, una vez despegada esta primera línea de contacto, pasa otro tanto con la segunda línea adherida a otra depresión. Y así durante todo el tortuoso proceso de separación.
Si aun así no acabas de verlo, siempre queda la opción de recurrir a una analogía muy de andar por casa: la de la cama nido. Si alguna vez, que seguro que sí, has tenido que abrir una, habrás constatado que cuesta mucho más retirar el edredón y la manta que en una cama normal. El motivo es que la pared contra la que está apoyada la cama dificulta la maniobra y obliga a dar un tirón extra para arrancarla de su constreñida prisión y arrastrarla. Pues bien, en nuestra analogía, la cama normal sería una pulida superficie de contacto y la nido una superficie de contacto rugosa, con la pared como la elevación u obstáculo adicional a superar que obliga a ir a tirones.
La viscoelasticidad, explicada con mucho celo
La viscoelasticidad o, a fuerza de ser más precisos, la disipación de energía viscoelástica, es la energía que se pierde o consume debido a la diferente deformación que experimenta el material en el momento de ser pegado y en el de ser despegado.
Al pegarse, los adhesivos elásticos se comprimen ligeramente –algo que es fácilmente comprobable con las tiritas compresivas que sacan partido de esta característica–. Explicado de un modo sencillo: las uniones establecidas con el nuevo material ejercen una fuerza que tira del tejido en sentido perpendicular y que le fuerza a contraerse para mantener su integridad y su estructura interna.
Por el contrario, en el momento de retirarlos, estas mismas bandas adhesivas se resisten y se estiran (en ambos sentidos, longitudinal y también en el de la formación el enlace) antes de despegarse –en virtud otra vez de su naturaleza viscoelástica–. Un estiramiento que consume una energía extra que se suma a la necesaria para romper el enlace.
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