Como etimología del término fusión deriva del latín coalescentia, y de coalescens -entis, participio presente del verbo coalescĕre en el sentido de "unir y unir", también del griego antiguo ἀλθω y del verbo latino alere, en el sentido de "aumentar, aumentar". , favorecer, fortalecer, promover, alimentar, derretir”, con el prefijo co- (que significa crecer juntos, unidos).
Hoy en día, el término coalescencia se declina de diversas maneras que se relacionan con diferentes campos de estudio, desde la fonología hasta la astrofísica, desde la filosofía y la anatomía hasta la física.
Física es el que más suele retrotraer al fenómeno de la coalescencia, por lo que las gotas de un líquido dispersadas en otro inmiscible, se agregan para formar masas más grandes que tienden a aislarse del líquido huésped, como una cantidad de aceite cuando se mezcla con agua. Esto sucede debido a "tensión superficial", es decir, los líquidos se esfuerzan por reducir su superficie al mínimo, lo que finalmente se traduce, para una gota, en una superficie esférica más pequeña del líquido respectivo, en comparación con la gota inicial. (de hecho la esfera es el sólido que tiene menor superficie respecto a todas las figuras sólidas, claramente con el mismo volumen).
La tensión superficial es una cantidad que expresa la resistencia de la superficie libre de un líquido, debido a la adhesión entre sus moléculas, que se opone al aumento de la superficie libre como consecuencia de las fuerzas que actúan entre ellas.
Desde el punto de vista químico, un líquido está formado por muchas moléculas unidas por fuerzas de atracción, que permiten que el líquido no se disperse. Por lo tanto las moléculas presentes dentro del líquido son atraídas desde todas las direcciones del espacio, por lo que la fuerza resultante sobre la molécula será cero. En cambio, las moléculas cercanas a la superficie serán atraídas sólo hacia el interior del líquido y esta situación implica que, Para llevar una molécula dentro del líquido hacia la superficie libre, es necesario realizar un trabajo en contra de la fuerza descrita.. Llevar más moléculas del interior del líquido a la superficie significa aumentar la superficie libre que requiere trabajo: esta fuerza necesaria para realizar este trabajo es la tensión superficial.
La tensión superficial lo podemos notar cuando una moneda o un mosquito flota en la superficie del agua, en la práctica es la fuerza que se opone al peso de la moneda o al del insecto (en el punto donde descansa la pata podemos observar que se curva ligeramente en la parte baja, tal como se dobla una tela cuando se le coloca un objeto encima), o podemos contrarrestarlo cuando utilizamos un tensioactivo para disolver - en agua - una grasa al lavar una prenda.
Todo ello hace que la superficie libre ofrezca una cierta resistencia cuando se intenta aumentar su extensión por efecto de "tensión superficial".
En la coalescencia el fenómeno se invierte., es decir, la de disminuir la superficie de las gotas como un fenómeno espontáneo que no requiere energía, mientras que se requiere algo de energía para emulsionar un aceite en un volumen de agua.
Por ejemplo, si tomo un recipiente con aceite de oliva y agua, lo cierro y lo agito violentamente durante un tiempo determinado (estoy usando energía para romper la masa de aceite en gotitas muy pequeñas), se forma una emulsión aceite/agua, con aspecto lechoso. Si dejo reposar este recipiente, puedo ver que las gotitas muy pequeñas de aceite que estaban uniformemente dispersas en el recipiente, suben hacia la superficie y, en este tramo de espacio que recorren, se unen y forman una única capa líquida. de petróleo.
Esta fusión es “coalescencia”.
Cuanto más pequeñas sean las gotas, más densa será la emulsión líquida, mayor será la dificultad para reagregarse entre sí, además menor será la temperatura de la emulsión y más tardarán las gotas en reunirse.
Si analizamos el fenómeno desde un punto de vista físico, vemos que, Para aumentar la superficie de un líquido (nuestro aceite cae para reducirlas a volúmenes más pequeños, en emulsiones), es necesario un gasto de energía o es necesario aplicar, como en el ejemplo, un determinado esfuerzo físico. (en nuestro caso mecánico).
En física, La tensión superficial es la relación entre el trabajo a realizar y la ganancia superficial. (aumento de la superficie del líquido, en este caso aceite) que resulta del trabajo realizado: σ = ΔW/ΔA (SI – unidad: N/m) [donde σ es la tensión superficial, el ΔA es el aumento de la superficie del líquido, F es el esfuerzo necesario para aumentar el área de superficie, ΔW es el gasto de energía, es decir (Fx ΔS) y finalmente ΔS el aumento en el volumen del líquido.
Ejemplo práctico: si tomamos dos esferas con un radio de 2 cm, cada una tendrá un volumen (V = 4/3 π r3 es decir V = 4/3 x 3,14 x 23 = 33,51 cm3 y una superficie de 50,26 cm2 Las dos esferas antes de la fusión tienen una superficie total de 100,52 cm2. Ahora el volumen de una esfera, resultante de la fusión de las dos, tendrá un volumen de 67,02 cm3 (33,51×2) y una superficie total de. 79,79 cm2 Así que pasamos de una superficie total de las dos esferas individuales de 100,52 cm2 a una superficie más pequeña formada por una única esfera más grande (radio de 2,5 cm), como consecuencia de la coalescencia entre las. dos, igual a 79,79 cm2.
Desde un punto de vista termodinámico, La “coalescencia” es un proceso espontáneo. es decir, para llevarse a cabo, no requiere un aporte de energía a expensas del medio ambiente.. Esto se debe a que el volumen de la gota de aceite grande es igual a la suma de los volúmenes de las gotas individuales, mientras que el área de superficie de la gota grande es menor que la suma de las áreas de superficie de las gotas individuales. Esto significa que La coalescencia implica una disminución en la superficie total de la interfaz que separa las dos fases. (la fase dispersa, compuesta por el petróleo y la fase continua, en la que se encuentran sumergidas estas entidades, es decir, el agua de vegetación).
Imagen, extraída de la web, de la fórmula para calcular el volumen de una esfera y gotas de lluvia sobre una tela hidrófuga donde las más grandes han sufrido coalescencia y https://
it.wikipedia.org/wiki/Coalescencia
Fórmulas de esferas: una guía completa con ejemplos prácticos
Guerrini L. et al. El efecto de un aumento en la temperatura de la pasta entre la malaxación y la centrifugación sobre la calidad y el rendimiento del aceite de oliva: resultados preliminares. Ital. J. Food Sci., 2019, vol. 31, 451.
https://www.oliveoiltimes.com/wp-content/uploads/2021/05/1393-Article-Text-7340-1-10-20190724-1.pdf
Kalogianni E. Procesamiento de aceite de oliva: conocimiento actual, lagunas en la literatura y perspectivas futuras. 2019, Revista de la Sociedad Estadounidense de Químicos del Petróleo. https://www.academia.edu/84368932/Olive_Oil_Processing_Current_Knowledge_Literature_Gaps_and_Future_Perspectives
