Empañamiento. Vapor que no me deja ver

Ya ha anochecido. Van en un coche, empieza a llover. No quieren mojarse, cierran las ventanas. Cuando de repente los vidrios se empañan. El conductor los manda, con un trapo en mano, a frotar los vidrios, quitar lo empañado. Después prende el clima, o acondicionado, y siguen su viaje. Ya se ve a través de los dos parabrisas, aunque las ventanas continúan borrosas. Alguno de ustedes quiere ver el paisaje y pasa la mano sobre la ventana. Se había puesto crema hacía poco tiempo. La jornada va y después de un rato, aquella ventana aún no se empaña.


Y qué fue todo esto. ¿Por qué los vidrios empañan? ¿Que es esa capa que no nos deja ver bien? Muchos de ustedes muy probablemente se han de haber dado cuenta que es agua. Pero no es como si le hubieran arrojado agua con una manguera, ni tampoco como si le hubieran estrellado un globo con agua. De hecho, la distribución es bastante uniforme y las gotas son tan pequeñas que uno se tiene que acercar para ver bien que se trata de gotas de agua. Lo que están viendo es la condensación del vapor de agua sobre el cristal (por usar el terminó común, pero recuerden, ¡es vidrio! El vidrio no es un cristal, pero eso será tema de otra ocasión.). Tal vez recuerden haber visto alguna vez en su vida escolar los estados de agregación de la materia. La condensación es el paso de un vapor a un líquido, por la disminución de la temperatura y aumento de la presión en el mismo.

Distribución de velocidades e Maxwell-Boltzman, para un gas a distintas temperaturas. A temperaturas más bajas, el promedio de velocidad (el pico en la gráfica) es menor.

En condiciones normales de presión, la temperatura a la que el agua pasa del estado líquido a vapor es de 100°. dingdingdingdingdingding Primera punto clave de la tarde. ¿Entonces el interior del auto está a 100°C? ¡Claro que no! En ese caso los vidrios empañados serían una señal inminente de muerte. ¿Entonces cómo hay vapor de agua? En realidad no es agua en su estado gaseoso. Son pequeñas partículas de agua líquida que son tan ligeras que pueden flotar en el aire. De hecho la niebla o neblina son esas pequeñas partículas, pero en una concentración mayor.
Las partículas no están quietas. Si están en un una región del espacio donde la presión y la temperatura son constantes, se mueven con diferentes velocidades, de acuerdo a la distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann.

 Es decir tienen un pico de velocidad que presentan la mayoría de las partículas, y de ahí, el número de partículas con cierta velocidad va disminuyendo hasta cero, simétricamente alrededor del pico. La velocidad promedio de las partículas depende de la temperatura, y si la temperatura disminuye, las moléculas se van alentando. En el coche, si las partículas de agua encuentran un lugar donde la temperatura es más baja, en ese lugar disminuirán su velocidad. dingdingdingdingdingding Segundo punto clave de la tarde. Es factor importante en el empañamiento que haya lugares a menor temperatura. Es decir, debe de haber una diferencia de temperatura en el medio, o en términos físicos un gradiente de temperatura. De esta forma las partículas de agua que están suspendidas en el aire se empiezan a mover más lento, se juntan entre ellas, y forman partículas más grandes. Eventualmente, son demasiado pesadas para seguir flotando en el aire y tienden a depositarse sobre alguna superficie. ¿Dónde es más probable que se depositen? En aquellas superficies donde la temperatura es menor. En un coche esas superficies ¡son las ventanas! También por eso, se ha usado como cliché que ventanas empañadas en un coche impliquen que ha habido algún sexy time adentro. Y es porque, en ese caso, hay un aumento de temperatura dentro del coche, lo que provoca que la diferencia de temperatura con el exterior sea mayor y los vidrios se empañen más.

Cuando los vidrios se empañan, es porque el interior del coche está a mayor temperatura que el exterior, y las partículas de agua se depositan en los vidrios. Es más fácil que los vidrios se empañen en la noche que en el día, y más si está lloviendo. Es práctica común encender el aire acondicionado para desempañar. Este aditamento desempañante lo que hace es lanzar aire sobre el vidrio ¡para enfriarlo! De esta forma las partículas de agua se condensan en gotas más grandes, que al aglomerarse, estorban menos para la visibilidad. Y si no hay aire acondicionado, lo que se suele hacer es abrir las ventanas, para que la temperatura del coche se parezca a la del exterior, el gradiente de temperatura disminuya las partículas de agua se condensen. Claro que con las ventanas cerradas, también se pueden empañar los vidrios en un día caluroso. ¿Por qué? Con lo que va de esta entrada tienen suficientes herramientas para contestar por su cuenta (publiquen su respuesta en los comentarios, digo, si quieren).

La temperatura corporal provoca un gradiente de temperatura del coche con el exterior. La grasa de la piel hace más difícil a las partículas de agua colocarse sobre el vidrio.

Y para terminar, les comento que, para prevenir el empañamiento, se puede untar el vidrio con una capa de jabón o shampoo. Si nadan, es una buena forma de evitar que se les empañen los goggles. Lo que sucede es que el jabón y el shampoo se adhieren al vidrio, y cuando las partículas de agua se intentan depositar sobre el mismo, les es más difícil, ya que la superficie disponible está ocupada ahora por el jabón o shampoo. Entonces las gotas no se depositan tan finamente y permiten una mejor visibilidad. De hecho, si alguna vez jugaron gato en un coche empañado, debieron haber observado que la parte donde jugaron se empaña con más dificultad que el resto. Si no lo han observado, ¡háganlo! Es muy fácil hacerse de un coche empañado y divertido jugar gato ahí. La grasa de la piel genera el mismo efecto, aunque a menor escala, del shampoo: menor facilidad en que las partículas de agua se depositen sobre el vidrio.

dingdingdingdingdingding Hemos terminado, por ahora, de hablar de vidrios empañados y cosas por el estilo. ¡Saludos!

Índice de imágenes

[1] Maxwell-Boltzmann distribution 1, por Superborsuk en Wikimedia Commmons. Liberada bajo una licencia Creative Commons by-sa 3.0

[2] Gracie’s handprint on the window, del blog ‘Project 365. 2012′

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