Análisis de porosidad

El análisis de porosidad cuantifica la proporción de espacio vacío dentro de un material en relación con su volumen total. Este parámetro estructural es crucial para comprender el comportamiento de un material ante fenómenos como la absorción, la permeabilidad, la resistencia mecánica, el aislamiento térmico y acústico, y el intercambio de gases y líquidos. Este análisis es esencial en los campos de los materiales de construcción, la cerámica, los polímeros, los envases, las espumas técnicas, las membranas filtrantes y los materiales funcionales.

Desafíos industriales de la porosidad

La porosidad influye directamente en el rendimiento de un material. Una alta porosidad puede mejorar la adsorción, la filtración o el aislamiento, mientras que una porosidad excesiva puede debilitar la estructura y reducir la resistencia mecánica. En polímeros y espumas, afecta el peso, la compresibilidad y la absorción acústica. En envases, determina la permeabilidad y la protección del contenido. En materiales técnicos o cerámicos, ayuda a caracterizar la densidad, la microestructura y el rendimiento térmico.

Por tanto, el análisis de porosidad es crucial para el desarrollo de nuevos materiales, la optimización de procesos, la calificación de lotes industriales y la verificación del cumplimiento de requisitos técnicos o reglamentarios.

Métodos analíticos: BET, intrusión de mercurio y otras técnicas

Varios métodos permiten la caracterización precisa de la porosidad en función del tamaño del poro y del tipo de material estudiado.

El método BET (Brunauer-Emmett-Teller) se basa en la adsorción-desorción de nitrógeno y permite determinar la superficie específica y la distribución de poros pequeños. La porosimetría de mercurio consiste en inyectar mercurio en los poros bajo presión, lo que proporciona un análisis altamente preciso de los poros mesoscópicos y macroscópicos, así como de la conectividad de la red porosa.

Se pueden utilizar otras técnicas según sea necesario:
• picnometría de helio para determinar la porosidad total y la densidad real
• microtomografía 3D (µCT) para visualizar la estructura interna y la distribución de los poros
• métodos gravimétricos o fluídicos para materiales más simples o más frágiles

Combinando estos enfoques, es posible caracterizar poros abiertos, cerrados, accesibles e interconectados y obtener una visión completa de la microestructura interna del material.

Matrices analizadas y aplicaciones industriales

Este análisis se aplica a muchas matrices: cerámicas porosas, espumas poliméricas, materiales aislantes, comprimidos farmacéuticos o nutricionales, membranas, carbones activados, aislantes térmicos, hormigones, sustratos vegetales, materiales compuestos, embalajes técnicos o incluso soportes de catalizadores.

Se utiliza para:
• optimizar la filtración o la adsorción
• evaluar la durabilidad y la resistencia mecánica
• analizar el impacto de un proceso (sinterización, extrusión, expansión, secado)
• comparar diferentes lotes o proveedores
• desarrollar materiales con propiedades funcionales específicas (aislamiento, ligereza, difusión, etc.)

Soporte de YesWeLab

YesWeLab colabora con una red de laboratorios especializados en caracterización de materiales, ensayos mecánicos y análisis fisicoquímicos. La mayoría cuenta con certificación o acreditación según las normas ISO 17025 y COFRAC, lo que garantiza resultados fiables y reproducibles que cumplen con los estándares de la industria. Nuestra plataforma digital le permite centralizar sus solicitudes, realizar un seguimiento del progreso de sus muestras y acceder fácilmente a sus resultados. Nuestro equipo científico le ayuda a seleccionar los métodos adecuados, interpretar los datos y optimizar sus materiales para satisfacer sus necesidades específicas.

Desde 2020, YesWeLab apoya a fabricantes, oficinas de diseño, fabricantes de materiales, empresas de filtración y actores de la industria del plástico en sus proyectos de caracterización de la porosidad.

Otros análisis del catálogo de YesWeLab

• Análisis de área superficial específica (BET)
• Análisis de densidad y volumen de poros
• Observación SEM y análisis morfológico
• Pruebas mecánicas de materiales