¿Qué es la electroosmosis?

En un fenómeno llamado electroosmosis, los fluidos se pueden mover a través de pequeños espacios en una barrera cuando hay una carga eléctrica. Ocurre en sustancias naturales como el suelo, así como en productos de mampostería como ladrillo y cemento. El análisis de la física de electroosmosis se realiza modelando pequeños tubos llamados microcanales. La pared de un canal dentro del suelo u hormigón tiene iones cargados positivamente. La superficie interna está cargada negativamente, creando la doble capa eléctrica que hace que el fluido se mueva.

La electroosmosis también se ve afectada por el tipo de material que recubre el espacio, así como por el fluido que se mueve a través de él, como el agua o los productos químicos utilizados en procesos industriales. Los fluidos generalmente se mueven a la misma velocidad a través del ancho del tubo o espacio, pero a nivel microscópico, se encuentra una capa de líquido de movimiento más lento donde está la carga positiva. En biología, esto puede explicar cómo se mueve el líquido a través de las pequeñas vesículas dentro de las plantas, lo que se conoce como biología de la planta vascular por electroosmosis. El agua extraída del suelo debe pasar por los tallos y ramas de los árboles y las plantas para que los nutrientes lleguen a todas partes.

Otros procesos ocurren junto con este tipo de ósmosis, como el movimiento de partículas cargadas en un fluido o electroforesis, y el movimiento real de este fluido dentro del campo eléctrico, que se llama electroendosmosis. Las características de estos procesos pueden medirse y modelarse científicamente. Esto ha permitido a los ingenieros crear formas de utilizar la electroosmosis como una ventaja en lugar de ser una carga para los hogares y los proyectos de ingeniería civil.

Los humanos han utilizado esto para descontaminar el agua y crear barreras que hacen que el suelo en las colinas sea más estable. Las características del suelo pueden alterarse naturalmente ajustando el grosor de la doble capa eléctrica, lo que puede afectar la acidez del suelo. El cambio en el contenido de humedad también permite formas más eficientes de cambiar el volumen y la adherencia de diferentes tipos de suelo. Estos cambios se pueden modelar a escala en el laboratorio, por lo que los ingenieros saben cómo utilizar mejor la física de electroósmosis en el mundo real.

Se han ideado varias formas para mantener el agua fuera de los sótanos, y la electroosmosis es una forma eficiente de mantener la humedad fuera de las paredes. El agua puede mantenerse fuera de las cavidades de la pared utilizando un sistema de protección contra la humedad por electro-osmosis que agrega un voltaje eléctrico, a través de ánodos de titanio, para evitar que los fluidos en el suelo entren en primer lugar. La humedad luego fluye hacia el suelo sin causar daños.