¿Por qué pega el pegamento? (con experimento) – CuriosaMente
Randall Munroe dice “Nunca he visto la historia de Ícaro como una lección de las limitaciones
humanas. La veo como una lección de las limitaciones de la cera como adhesivo.” Actualmente los
adhesivos se usan en los motores de cohetes, en el revestimiento de submarinos y hasta
en tu vendita adhesiva. Detrás de algo que nos parece tan cotidiano hay mucha ciencia.
¿Por qué es pegajoso el pegamento?
Este video se hizo en colaboración con el proyecto “Ciencia en casa”, de 3M, que
tiene el objetivo de mostrar a los alumnos de educación básica lo divertido que puede
llegar a ser el estudio de las disciplinas STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y
matemáticas), consideradas fundamentales para el futuro y el desarrollo de la ciencia
a nivel mundial. Al final del video obtén más información sobre “3M: ciencia aplicada
a la vida”.
Los pegamentos nos ayudan a componer nuestra vida y lo han hecho desde hace mucho tiempo.
Hace 200 mil años los neandertales ya usaban un tipo de adhesivo. Tal vez por chiripa,
descubrieron que al calentar corteza de abedul se producía una sustancia negra y pegajosa
que conocemos como alquitrán. Se les ocurrió que esa sustancia pegajosa servía muy bien
para unir sus puntas de flecha a palos. Otros pegamentos que se usaron antiguamente
fueron la cera de abeja, savia de pino, la vejiga natatoria de esturiones, pero el más
común se hacía de una mezcla de partes de origen animal, como el colágeno de las pezuñas
de los caballos. Los adhesivos actuales ya no provienen de plantas o animales, sino que
son creados sintéticamente. Pero ¿cómo funcionan? ¡Pues por fuerzas
electromagnéticas! Sí: todos los adhesivos funcionan por la interacción de dos fuerzas.
La cohesiva y la adhesiva. La fuerza cohesiva son los enlaces que mantienen unidas moléculas
iguales: son como pequeños imanes que unen su lado negativo con el lado positivo de las
otras moléculas. El agua se agrupa porque le gusta formar enlaces con otras moléculas
de agua, claro que, estos enlaces son bastante débiles. Y la fuerza adhesiva son los enlaces
que se forman entre moléculas diferentes. Al agua le gusta formar enlzaces con tu piel
y mojarte, aunque estos enlaces también son débiles.
Con este experimento del “agua fugitiva” puedes observar como el agua puede desafiar
la gravedad por su capacidad de adherirse a otros materiales. Vierte la misma cantidad
de agua en dos vasos y agrega unas gotas de colorante diferente a cada vaso. Coloca los
dos vasos en línea y entre ellos pon un tercer vaso completamente vacío. Dobla dos servilletas
por la mitad o hazlas rollito y coloca un extremo en cada vaso con agua. Los extremos
libres colócalos dentro del vaso vacío. Mide el tiempo que tardó el agua en pasar
al vaso vacío. Prueba con diferentes líquidos para ver cuál se escapa más rápido.
Pero el agua no es tan buen adhesivo. Para que una sustancia funcione como un buen pegamento
los enlaces adhesivos que forme deben ser fuertes y sus enlaces cohesivos deben serlo
aún más, para que el pegamento se pegue a si mismo.
Bastante sencillo ¿no? lo complicado viene cuando tenemos muchos tipos de pegamentos
y cada uno forma uno o varios tipos de enlaces adhesivos diferentes.
Los geckos son capaces de caminar en el techo sin necesidad de pegamento. En sus patas tienen
muchas micro vellosidades, las cuales se adaptan a las porosidades de cualquier superficie.
Las vellosidades pueden acercarse tanto a la superficie, que los átomos comienzan a
actuar como imanes. Estos enlaces llamados “fuerzas de Van Der Waals” son lo suficientemente
débiles para que el gecko pueda despegar sus patitas y seguir caminando.
El pegamento que usas cuando estas armando un modelo forma enlaces químicos. En este
caso, el pegamento disuelve las cadenas de polímeros de los plásticos que estás intentando
unir. Estas cadenas disueltas buscan unirse nuevamente y lo hacen con las cadenas adyacentes,
formando moléculas nuevas. Algo similar a cuando derrites dos plásticos y los unes.
Otros pegamentos también pueden unir objetos a través de enlaces mecánicos, como los
dientes de un cierre que embonan. Hay otras fuerzas en juego, como el entrecruzamiento
de polímeros, el entrelazamiento de los mismos o la disipación, que está presente en los
adhesivos viscosos y elásticos de las calcomanías y los post–its. Muchas veces actúan varios
mecanismos al mismo tiempo. Como estos procesos se dan a escalas muy pequeñas resulta bastante
complicado saber qué tipos de enlaces y en qué proporción se forman: todavía hay mucha
discusión acerca de qué hace que los pegamentos peguen.
¿Quieres fabricar tu propio pegamento? Produce el ancestral engrudo. Si eres niño o niña,
pide ayuda a tus papás. En una olla pequeña vacía un vaso de harina de trigo y tres vasos
de agua. Calienta la mezcla por unos 5 minutos. La harina contiene almidón, que está formado
por moléculas de glucosa, amilosa y amilopectina. El agua caliente rompe los gránulos de estas
moléculas. Deja que la mezcla se enfríe. ¡Ya tienes un pegamento que puedes usar para
pegar papel y cartón! Las moléculas son libres de adherirse a las de estos materiales,
rellenando los poros, y cuando se evapora el agua, queda bastante firme ¡a menos de
que se moje otra vez! Cuando se inventó la ciencia de los polímeros,
se desarrolló increíblemente la producción de pegamentos. A pesar del desarrollo humano
de súper pegamentos, las arañas y percebes producen pegamentos muchos más impresionantes
que los nuestros. Recientemente, e inspirados en animales como los mejillones que se pegan
a las rocas, se están desarrollando adhesivos sumamente fuertes, inocuos y capaces de adherirse
bajo el agua. Estos pegamentos siguen en etapas de pruebas pero nos ayudarían a crear autos
y aviones más eficientes y livianos evitando remaches y soldaduras, pegar uñas, pestañas
y dientes usando pegamentos seguros y hasta reparar órganos ¡Curiosamente!
Si quieres conocer más sobre adhesivos, y acerca de otros aspectos científicos, te
invitamos a conocer el proyecto de 3M, “Ciencia en Casa” el cual presenta una serie de videos
educativos y experimentos sencillos, realizados por científicos, que se pueden hacer fácilmente
desde el hogar. Te dejamos el link en la descripción. 3M es una empresa fundada en la exploración
científica, y en la convicción de que todo problema tiene una solución. Para ellos,
la ciencia es sólo ciencia, hasta que la usas para mejorar al mundo: Eso es 3M Science:
Ciencia 3M aplicada a la vida.
