¿Cómo funciona un material impermeable?

El otro día, en el trabajo, el cielo hacía presagiar tormenta. El fuerte viento y las nubes negras anunciaban la inminente lluvia. Me puse el chubasquero y salí del laboratorio en dirección a una de las plantas productivas.

A mitad camino, efectivamente, se puso a llover. Me coloqué la capucha, oculté los documentos en el interior de la prenda y continué mi marcha. Mientras me dirigía a la nave, me fije en como las gotas, salpicaban mis gafas, mi cara y mi brazo. Cada gota que caía en el brazo resbalaba sin mojar la prenda. Y me pregunté...

¿Cómo funciona un material impermeable?

He de decir que lo primero que me llamó la atención al realizar una búsqueda en libros y webs es que, por lo menos yo, aunque pensemos que los chubasqueros se fabrican de un material impermeable. Lo cierto es que no es así en la mayoría de los casos sino que se trata de sustancias que se aplican sobre el tejido.

La funcionalidad de dichas sustancias es la de modificar la tensión superficial de los líquidos. Cuando hablamos de modificar la tensión superficial nos referimos a que el ángulo de contacto que se forma entre el sólido (chubasquero) y el líquido (agua de lluvia) aumenta hasta llegar a 90 grados.

De tal modo que cuando la prenda se humedece con la lluvia, el agua modifica su tensión superficial, resultando el ángulo de contacto entre la gota y la superficie sólida de 90 grados.

Figura 1. Sistema sólido-líquido. Tensión superficial

Cuando una gota penetra en el sólido, se moja en nuestro caso, el ángulo que forma la gota con el tejido es de 0 grados.
Por el contrario cuando se trata de un ángulo de 90 grados, el líquido prácticamente no tiene contacto por lo que "cae" sin penetrar en el sólido.

¿Qué tipo de materiales tienen esta propiedad de aumentar la tensión superficial?

Un ejemplo de sustancia/material que se adhiere a los tejidos para hacerlos impermeables es el PVC (policloruro de vinilo).

El PVC es un polímero, el monómero a partir del cual se forman las cadenas es el cloruro de vinilo,

Figura 2. Plicloruro de vinilo

Dicho polímero se presenta en dos formas, rígida y flexible. La que nos interesa es la flexible.

Su carácter flexible y resistencia le permiten actuar como recubrimiento de tejidos para su uso como  impermeable.

Además de como recubrimiento, el PVC, también se utiliza en los famosos ponchos que estamos acostumbrados a ver en los estadios de fútbol o en las atracciones acuáticas de los parques de atracciones,

Figura 3. Los ponchos sin lugar a dudas, una prenda de lo más elegante.

Por tanto, la tensión superficial es la responsable de que los materiales impermeables sean tan efectivos. Hay que añadir que los líquidos presentan diferentes valores de tensión superficial en función de su naturaleza química, por lo que es probable que un chubasquero que nos va tan bien con el agua no sea práctico cuando nos "mojamos" con otro líquido, como por ejemplo con el aceite. Si nos manchamos de un aceite comprobaremos que la gota no resbala con tanta facilidad y se queda el material impregnado. Esto es debido a que su tensión superficial es mucho más baja que la del agua y el chubasquero no es apropiado.