Probablemente la mayoría de vosotros habréis escuchado alguna vez propaganda que recomienda inflar los neumáticos de vuestro vehículo particular con nitrógeno en vez de aire normal. Pero ¿realmente es beneficioso? ¿O es un engañabobos pensado para extraernos los euros que tanto nos cuesta ganar?
En este miniserie de artículos analizaremos las diferentes afirmaciones que se pueden encontrar acerca del tema, y veremos que dice la Física sobre cada una de ellas.
Recordad que el aire natural, el que respiramos constantemente, ya es en su mayor parte nitrógeno (78%), mientras que el resto es oxígeno (21%) y trazas de otras substancias (argón, dióxido de carbono, etc.). Así que cuando decimos «inflar con nitrógeno» en realidad la diferencia radica únicamente en el 22% restante, poco más de una quinta parte.
La mayoría de los argumentos en favor del nitrógeno se basan en que «las moléculas de nitrógeno son más grandes que los de oxígeno». Esto es cierto, pero debemos matizar. En la naturaleza, tanto los átomos de ambos elementos no se encuentran por separado, siempre van de dos en dos. Es decir, en el aire no tenemos átomos de nitrógeno y de oxígeno, si no que tenemos un montón de parejas de átomos de nitrógeno, N2 y otro montón (más pequeño) de parejas de oxígeno, O2.
En realidad, la distancia entre dos átomos en una molécula no es algo tan obvio como la distancia entre dos objetos macroscópicos. Hay diferentes métodos de definir esta distancia, y cada uno da diferentes resultados (y todos esos resultados son correctos, corresponden a definiciones diferentes). Yo me voy a centrar en lo que se llama radio covalente, ya que es la definición que tiene en cuenta el enlace químico.
El diámetro covalente de una molécula de nitrógeno de 146 picometros, mientras que el del oxígeno es 132pm. Ojo, en algunos sitios encontraréis medidas en micras; eso es incorrecto, un millón de picometros es una micra, así que en realidad las molećulas son mil veces más pequeñas de lo que aparece en algunos panfletos.
Como veis, la diferencia es muy pequeña, apenas del 7%. Por lo tanto, es de esperar que cualquier mejora que exista al usar nitrógeno sea más o menos de esa magnitud. Pero eso sería si llenáramos una rueda de oxígeno puro. Recordad que apenas una quinta parte del aire es oxígeno, así que en realidad el efecto se vería reducido en esa proporción. Así que, por lógica, si (condicional) el tamaño de las moléculas importara, el efecto sería del 1,4% (siete dividido entre cinco). Este posible efecto, sin ser nimio, sí que es bastante menor del publicitado.
Ahora bien, nos preguntaremos si realmente el tamaño de la molécula supone una ventaja real. A esto, los teólogos del nitrógeno puro suelen aportar los siguientes motivos.
Como el nitrógeno es más grande, le costará más atravesar las fibras del neumático, y por lo tanto el ritmo de pérdida de presión será menor.
Esta afirmación parece muy obvia, pero esconde una pequeña trampa. Recordad que la distancia que hemos dado es la distancia entre los átomos de una molécula. Las moléculas más o menos una mancuerna, como la que vemos en la imagen anterior. Los pesos serían los átomos, mientras que la mancuerna en si sería el enlace químico.
Lo que estamos diciendo que la mancuerna que une los átomos de nitrógeno es algo más larga que la que une los átomos de oxígeno. Ahora bien, si tuvierais que pasar esas mancuernas por una puerta estrecha, ¿lo haríais pasando de frente, de forma que las pesas chocaran contra el marco? ¿O bien la girarías para pasarla longitudinalmente?
Sin duda, una mancuerna algo más corta podrá maniobrar más fácilmente entre las estrechas fibras de la goma, pero el efecto no será tan importante como podíamos pensar al principio. En definitiva, no apreciaremos gran diferencia en el ritmo de pérdida de presión debido a este fenómeno.
Como las moléculas de nitrógeno son mayores, llenan mejor el interior del neumático.
Esto es completamente irrelevante. El gas no se mete en la rueda para que llene su interior (como si metiéramos agua), sino para que ejerza presión. Y la presión no se ejerce llenando un recipiente, sino colisionando contra las paredes del mismo.
En primer lugar, hay que tener en cuenta que las moléculas son realmente pequeñas. A una presión de dos atmósferas, a unos 25ºC, el volumen que ocupan todas las moléculas del gas juntas es unas quince mil veces menor al del recipiente que lo contiene. Es decir, si las moléculas de repente se quedaran quietas y cayeran todas al fondo de la rueda, ocuparían un espacio 15.000 veces más pequeño que el neumático en si.
Sin embargo, pese a ser tan pequeñas, se mueven muy rápido, a una velocidad media de 1800km/h. Por lo tanto, cuando llegan a la cubierta de la rueda, producen colisiones muy fuertes. Esas colisiones son las que proporcionan la presión al neumático. Y en este proceso el tamaño concreto de la molécula no importa para nada. Lo único que importa es que haya la cantidad suficiente de moléculas.
Como veis, las cosas pintan mal para el nitrógeno. Pero aun hay más argumentos que se suelen escuchar al respecto. Los veremos en el próximo artículo.
En Circula seguro | ¿Vale la pena inflar las ruedas con nitrógeno? (1), (2) y (3)
Fotos | Miles Gehm, jontunn
