1. Potencial Zeta (Carga Superficial)
- Recomendaciones: Los NB presentan un potencial zeta negativo elevado, que suele oscilar entre -20 mV y -50 mV en condiciones de pH neutro. Esta carga se debe principalmente a la adsorción preferencial de iones hidróxido (OH⁻) en la interfaz gas-líquido. Hewage y Meegoda, 2021; Ushikubo y otros, 2010.
- Significado: El potencial zeta es un indicador crítico de estabilidad. Los valores absolutos altos (>30 mV) generan fuertes fuerzas repulsivas electrostáticas entre las burbujas, lo que impide la coalescencia y la agregación, permitiéndoles permanecer dispersas durante largos períodos. Akshit y otros, 2024; .
- Factores: La magnitud del potencial está influenciada por el pH (volviéndose menos negativo o más positivo en condiciones ácidas), el tipo de gas (los núcleos de ozono suelen tener potenciales de mayor magnitud) y la fuerza iónica. Ahmed y otros, 2018; Takahashi y otros, 2021.
2. Generación de especies reactivas de oxígeno (ROS).
- Radicales generados: El radical primario generado es el radical hidroxilo (\\cdot OH), aunque también se informan aniones superóxido (O_2^{\\cdot -}) y oxígeno singlete (^1O_2). Liu et al., 2016; Takahashi y otros, 2007.
- Condiciones para la generación: Las especies reactivas de oxígeno (ROS) se producen durante el colapsar de burbujas.
- Mecanismo 1 (Compresión adiabática): La rápida contracción de la burbuja provoca un calentamiento y una presión localizados extremos (hasta 5000 K), lo que causa la descomposición térmica del vapor de agua en radicales. Agarwal y otros, 2011; Akshit y otros, 2024.
- Mecanismo 2 (Acumulación iónica): A medida que una burbuja se contrae, la densidad de carga de los iones (específicamente H^+ y OH^-) en la interfaz aumenta drásticamente. Cuando la burbuja colapsa, esta energía eléctrica acumulada se disipa, desencadenando la formación de radicales. Takahashi y otros, 2021; Farid y otros, 2022.
3. Eficiencia de transferencia de masa
- Alta eficiencia: Las NB exhiben tasas de transferencia de masa significativamente más altas en comparación con las macroburbujas. Esto se debe a su área superficial específica (SSA) excepcionalmente grande en relación con su volumen. Akshit y otros, 2024; Fan y otros, 2010.
- Presión interna: La alta presión interna (presión de Laplace) de los NB aumenta la solubilidad del gas en el líquido circundante (Ley de Henry), lo que permite la creación de soluciones sobresaturadas sin una rápida liberación de gases. Ebina y otros, 2013; Xue et al., 2022.