¿Qué es el área de superficie específica?

El área de superficie específica es una medida de un objeto sólido. Compara el área de la superficie del objeto con su masa y es particularmente relevante en materiales como el suelo o con materiales que teóricamente son una superficie lisa pero que en realidad tienen defectos como raspaduras. Existen varias técnicas de medición, que pueden producir resultados variables, y cada método se adapta a tipos particulares de material.

Desde una perspectiva matemática, este es un concepto muy simple. Por ejemplo, un cubo de 4 pulgadas (10 cm) tiene una superficie total de 6 x 4 pulgadas x 4 pulgadas, lo que equivale a 96 pulgadas cuadradas (660 centímetros cuadrados). Si el cubo tiene una masa de 7 onzas (aproximadamente 200 g), la superficie específica es de 13.7 pulgadas cuadradas por onza (aproximadamente 3.3 centímetros cuadrados por gramo).

Esta fórmula también se puede utilizar para medir deficiencias e inconsistencias. Por ejemplo, un juego de dados tendrá una superficie y una masa ligeramente diferentes a un cubo puro debido a los hoyuelos que indican los números. Si esto conduce a una superficie específica mayor o menor depende del tamaño y la profundidad de los hoyuelos. En teoría, todos los dados tendrán la misma superficie específica entre sí, pero puede haber variaciones si no se fabrican de forma coherente. Este concepto se puede aplicar en una escala mucho más fina, por ejemplo, en rayones en una pieza de metal que de otro modo sería lisa.

Hay tres formas principales de medir una superficie específica. La primera es por adsorción, que es donde las partículas de un gas, líquido o sólido disuelto se adhieren al material que se mide; un ejemplo común del proceso es cuando el gel de sílice «absorbe» la humedad. Una fórmula compleja conocida como ecuación BET puede calcular el área de la superficie utilizando datos observados durante este proceso. Sin embargo, el resultado varía según el material que se utilice en la adsorción.

Una medida más simple, más apropiada para materiales como el suelo, es la distribución de partículas. Esto implica el uso de una variedad de métodos para clasificar las partículas individuales del material por tamaño. Esto se puede hacer de una manera tan simple como usar una variedad de tamaños, o de una manera tan complicada como usar rayos láser.

El tercer método se utiliza para materiales en forma de polvo. Implica forzar un gas como el aire a través de un lecho de polvo y medir la resistencia causada por las partículas. Un uso común de este método es evaluar la calidad del cemento en polvo, con la idea de que el área de la superficie específica influirá en la rapidez con que fragua.