Che cos'è l'elettroosmosi?
In un fenomeno chiamato elettro-osmosi, i fluidi possono essere spostati attraverso piccoli spazi in una barriera quando c'è una carica elettrica. Si verifica in sostanze naturali come il suolo e in prodotti in muratura come mattoni e cemento. L'analisi della fisica dell'elettrosmosi viene condotta modellando piccoli tubi chiamati microcanali. La parete di un canale nel suolo o nel cemento ha ioni caricati positivamente. La superficie interna è caricata negativamente, creando il doppio strato elettrico che fa muovere il fluido.
L'elettrosmosi è influenzata anche dal tipo di materiale che riveste lo spazio, nonché dal fluido che si muove attraverso di esso come acqua o sostanze chimiche utilizzate nei processi industriali. I fluidi in genere si muovono alla stessa velocità attraverso la larghezza del tubo o dello spazio, ma a livello microscopico, si trova uno strato di liquido a movimento più lento dove si trova la carica positiva. In biologia, questo può spiegare come il fluido viene spostato attraverso le piccole vescicole all'interno delle piante, che è noto come biologia vegetale vascolare elettro-osmosi. L'acqua prelevata dal terreno deve essere aspirata attraverso gli steli e i rami di alberi e piante affinché i nutrienti possano raggiungere ovunque.
Altri processi si verificano insieme a questo tipo di osmosi, come il movimento di particelle cariche in un fluido o l'elettroforesi e il movimento effettivo di questo fluido all'interno del campo elettrico, che si chiama elettroendosmosi. Le caratteristiche di questi processi possono essere misurate e modellate scientificamente. Ciò ha consentito agli ingegneri di creare modi per utilizzare l'elettro-osmosi come un vantaggio piuttosto che essere un onere per le case e i progetti di ingegneria civile.
Gli umani ne hanno fatto uso per decontaminare l'acqua e per creare barriere che rendono il terreno sulle colline più stabile. Le caratteristiche del suolo possono essere modificate naturalmente regolando la densità del doppio strato elettrico, che può influire sull'acidità del suolo. La variazione del contenuto di umidità consente anche modi più efficienti di modificare il volume e l'aderenza dei diversi tipi di terreno. Questi cambiamenti possono essere modellati per essere scalati in laboratorio, così gli ingegneri sanno come utilizzare al meglio la fisica dell'elettrosmosi nel mondo reale.
Sono stati ideati diversi modi per mantenere l'acqua fuori dagli scantinati e l'elettroosmosi è un modo efficace per mantenere l'umidità fuori dalle pareti. L'acqua può essere tenuta fuori dalle cavità delle pareti utilizzando un sistema di impermeabilizzazione dell'umidità a elettro-osmosi che aggiunge una tensione elettrica, tramite anodi di titanio, per impedire ai fluidi nel terreno di entrare in primo luogo. L'umidità quindi ritorna innocentemente nel terreno.