Físicos chilenos hallaron mecanismo para generar corrientes de líquidos
Esto podría ayudar, por ejemplo, a separar contaminantes superficiales para la limpieza de tanques industriales.
N.E.
Un nuevo mecanismo capaz de generar corrientes en la superficie del agua o cualquier otro líquido es el más reciente descubrimiento de un grupo de físicos de la Universidad de Chile, la Universidad de O'Higgins y la Universidad de Santiago.
El trabajo, que acaba de ser publicado en la revista Physical Review Letters (Cartas de Revisión Física), "generará aplicaciones muy importantes, desde procesos de mezcla eficientes en superficies líquidas, hasta la separación de contaminantes superficiales para la limpieza sencilla de tanques industriales". Así lo explicó el Dr. Pablo Gutiérrez, profesor del Instituto de Ciencias de la Ingeniería, de la Universidad de O'Higgins.
El investigador asociado al Laboratorio de Materia Fuera del Equilibrio del Departamento de Física (DFI), de la Universidad de Chile, Nicolas Périnet, destacó en tanto que el mayor mérito del hallazgo está en que "encontramos un mecanismo hasta ahora desconocido de generación de corrientes debido a la presencia de paredes móviles y que lleva a la generación de remolinos muy particulares. Es un gran resultado, que se está reportando a la comunidad científica por primera vez".
Dos experimentos
Para lograr sus resultados, el equipo de investigadores utilizó un montaje de ondas de Faraday (ondas generadas por vibraciones del contenedor) y otro con un disco rotatorio, que fue fabricado con impresión 3D y corte láser en la Universidad de Santiago.
Las medidas se realizaron con una cámara rápida Phantom, "de las que se usan para registrar movimientos tan rápidos que son imperceptibles al ojo humano", detalló Leonardo Gordillo, académico especializado en mecánica de fluidos del Departamento de Física de la Facultad de Ciencia de esa casa de estudios.
"Hicimos dos experimentos: en el primero tomamos una cubeta llena de agua, que espolvoreamos con partículas para visualizar los movimientos en la superficie del líquido. Vibramos verticalmente la cubeta para generar una onda. Ésta gatilla las corrientes que descubrimos, algo evidenciado por cómo se organizaron las partículas que agregamos", explicó el Dr. Héctor Alarcón, investigador de la Universidad de O'Higgins que trabajó en el proyecto durante tres años.
"El segundo experimento lo hicimos con un disco vertical que alterna su dirección de giro. Al sumergirlo en el agua hasta la mitad, ejercemos fuerzas sobre el fluido similares a las del primer experimento pero prescindiendo de la onda. Observamos exactamente el mismo tipo de corrientes, lo que nos permitió identificar el origen del fenómeno y asociarlo a la pared", añadió el profesional.
Lo que viene
El siguiente paso en la investigación será medir con más detalle las velocidades en la superficie del líquido con medidas tridimensionales del sistema. "Esto nos llevará a poner números a ciertas cantidades de interés. Hecho lo anterior, manipularemos objetos flotantes sin un contacto directo, usando las corrientes que hemos descubierto a través de los bordes móviles", concluyó Matías Herrera, Licenciado en Física Aplicada de la Universidad de Santiago de Chile y cuya tesis de Ingeniería Física abordará el tema.
"(...) Manipularemos objetos flotantes sin un contacto directo, usando las corrientes que hemos descubierto a través de los bordes móviles.
Matías Herrera, lic. en Física Aplicada Usach