Concepto de solidificación

La solidificación es un proceso que se logra de modo inverso a la fusión, y que se produce por el enfriamiento de los líquidos. El punto de fusión que es aquella temperatura por la cual el sólido pasa al estado líquido, es el mismo punto en que se produce el proceso inverso de solidificación. Por ejemplo, el hielo logra fundirse a cero grados centígrados, y el agua se congela, también a esa temperatura. Hay algunas excepciones, como el caso de un polisacárido llamado agar-agar que se obtiene de la pred celular de algunas algas, cuya fusión se produce a 85 °C y su solificación a una temperatura de entre de 32 °C a 40 °C.

La solidficación es un proceso físico que generalmente implica una disminución del volumen del cuerpo, salvo en el agua, que aumenta su volumen al solidificarse.

Al sustraerse calor al líquido, éste irá disminuyendo su temperatura, las partículas que lo componen tendrán cada vez menos movimiento, hasta que se ordenan, tomando una posición en la estructura cristalina. Ese es el momento en que se opera la solidificación, y el líquido perderá su capacidad de fluir.

También puede ocurrir la solidificación de metales, dentro de la fabricación de productos con esos materiales, para darles forma. Primero el metal se calienta para pasarlo al estado líquido, y luego se le retira energía para que solidifique dentro de moldes, y vuelva a su estado sólido original. La temperatura va a ir disminuyendo en forma uniforme y continua hasta que comienza la solidificación.

Los metales puros, que requieren una temperatura constante para su solidificación, pasan por varias etapas antes de solidificarse. La primera es la nucleación, donde solo se solidifican ciertos puntos específicos, formándose granos finos. Cuando se amplía esta solidificación formándose dendritas o cristales, estamos en la etapa de cristalización. Estas dendritas se van ampliando hasta que todo el material se solidifica, formando los límites de grano en las regiones de encuentro.

En las aleaciones, donde se mezclan materiales, siendo al menos uno de ellos, un metal, la solidificación no ocurre a temperaturas constantes, sino en intervalos de temperaturas. Esto sucede porque los materiales que integran la aleación no poseen, en general, el mismo punto de fusión, lo que determina que el metal de mayor punto de fusión se solidifique antes.

Los sólidos amorfos, que no poseen una estructura ordenada, y que no se consideran ni sólidos ni líquidos, como el vidrio, pueden endurecerse sin cristalizar. El vidrio caliente es líquido, y se solidifica cuando alcanza la temperatura ambiente, alcanzando una rigidez mecánica, que al calentrse le permite retornar a la forma líquida.