Porosidad
La porosidad en física es la cantidad de poros o espacios vacíos que presenta un material sólido. Se denomina también fracción de huecos, que es la porción del volumen que ocupan los poros sobre el volumen total de dicho material. Al ser una fracción, es común representarla con un valor entre 0 y 1, o entre 0 y 100 %.
La porosidad es clave en distintos ámbitos como la geología, agricultura, metalurgia o la fabricación de materiales. Por ejemplo, saber la porosidad de un suelo nos ayuda a entender si la tierra es fértil o no, pues el tamaño de los poros afecta a la retención y accesibilidad del agua y los nutrientes.
Otro ejemplo de la importancia de la porosidad es en la fabricación de materiales. Un metal que contenga poros en su interior presentará propiedades físicas reducidas y puede ser más susceptible a la corrosión. Asimismo, los ladrillos demasiado porosos o con poros muy grandes no son viables, ya que se quebrarán con facilidad.
La porosidad está ligada a la permeabilidad de un material. Un objeto sólido es permeable gracias a la existencia de los poros que hay entre las partículas del material. Por lo tanto, para fabricar un material impermeable, es importante que sea lo más compacto posible, libre de huecos con aire.
Sin embargo, un material puede tener alta porosidad y baja permeabilidad, pues también influye cómo se conectan los poros entre sí y con la superficie del material.
En química, la porosidad es clave, pues un material altamente poroso y permeable será más susceptible a reacciones químicas, ya sean de oxidación-reducción, de ácido-base, de descomposición, de combustión, etc.
Fórmulas y unidades para calcular la porosidad
Existen diversas fórmulas que se emplean para determinar la porosidad de un material. Una de las más comunes relaciona el volumen de los poros con el volumen total de la sustancia:
En el que:
- P es la porosidad del material;
- Vp es el volumen de todos los poros del material sumados;
- Vt es el volumen total del material, incluyendo los poros.
De esta forma, la porosidad se calcula en una proporción entre 0 y 1.
En determinados ámbitos de la ciencia, en especial la geología y ciencia de los suelos, se utiliza otra fórmula que relaciona diferentes densidades:
En el que:
- P es la porosidad del material;
- Dr es la densidad real del material sin los poros;
- Da es la densidad aparente del material, que incluye los poros.
Con esta fórmula, obtendremos un valor de la porosidad entre 0 y 100 %.
Para medir los poros de un material, la unidad más extendida es el nanómetro o nm, debido a las dimensiones tan reducidas que presentan. Dependiendo del tamaño de los poros, se catalogan de un tipo u otro, los cuales presentamos a continuación.
Tipos de porosidad
Una de las formas de clasificar los poros es según el tamaño que tienen. En este sentido, tenemos los siguientes tipos:
- Microporos: son aquellos con un tamaño inferior a 2 nanómetros. Pueden contener agua no accesible por plantas y escasa aireación, dos características comunes de los suelos arcillosos.
- Mesoporos: son los poros cuyo tamaño comprende entre 2 y 50 nanómetros. Es en este tipo de poros donde hay la mayor retención de agua accesible.
- Macroporos: son los poros que poseen un tamaño mayor que 50 nanómetros. En estos poros, presentes en terrenos arenosos, el agua, el aire y otras sustancias fluyen con mayor facilidad a través del material, con poca retención.
Más allá del tamaño, el tipo de porosidad varía según la conexión que haya entre ellos:
- Porosidad efectiva: también llamada porosidad abierta, es aquella que solo incluye los poros interconectados. Este tipo de poros es el que permite el flujo de sustancias como el agua, gases y otras partículas a través del material.
- Porosidad no efectiva: también llamada porosidad cerrada, solo incluye aquellos poros cerrados y aislados de otros poros. Por lo tanto, no existe un flujo de sustancias, pero sí repercute en las propiedades físicas del material.
- Porosidad absoluta o total: es aquella que incluye la porosidad efectiva y no efectiva, lo que designa la porosidad total del material.
Para terminar, la porosidad en geología se subdivide en dos categorías, según su origen:
- Porosidad primaria: corresponde a los huecos que dejan por sí mismas las partículas de un suelo o terreno tras sedimentar, como consecuencia de no quedar completamente compactadas entre sí.
- Porosidad secundaria: corresponde a las fracturas y fisuras provocadas por la actividad biológica, geológica o humana, como por ejemplo, árboles que extienden sus raíces, o terremotos que sacuden las partículas, separándolas entre sí.
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Cómo citar: Rhoton, Stephen (14/11/2024). "Porosidad". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/la-porosidad/ Consultado:
