Secuencia de una gota sin fragmentar y otra con splash. / US

Secuencia de una gota sin fragmentar y otra con splash. / US

¿Por qué la silueta que adopta una gota de café o de leche tras impactar contra la mesa del desayuno es, a veces circular y otras veces estrellada? La respuesta a esta aparentemente intrascendente pregunta que, por contra, posee profundas implicaciones en innumerables aplicaciones tecnológicas que van desde la impresión por tinta, la combustión o la dispersión de patógenos en plantaciones, está íntimamente relacionada con las intrincadas condiciones que determinan cuándo una gota que impacta contra un sustrato sólido, bien mantiene su integridad tras el choque, o bien se fragmenta en trozos muchos más pequeños, experimentando lo que se conoce como la transición al ‘splash’.

En el artículo, escrito por los profesores de la Universidad de Sevilla Guillaume Riboux y José Manuel Gordillo ha sido elegido por los editores  de la revista Physics como un trabajo sugerido a los lectores (algo que pasa solo en el 10% de los casos), con lo que el artículo es portada web del PRL.

“Con este trabajo hemos demostrado que el ‘splash’ solo ocurre cuando las velocidades verticales que induce la aparentemente irrelevante presencia de la atmósfera gaseosa sobre la extremadamente fina y veloz lámina de líquido que es expulsada tras el impacto, supera a la velocidad de retracción causada por las fuerzas cohesivas del líquido”, informa el profesor de la US José Manuel Gordillo.

Para explicar el fenómeno estos investigadores han tenido que modificar la expresión clásica de la fuerza de sustentación aerodinámica y adaptarla a las minúsculas escalas de longitud que caracterizan la lámina, teniendo en cuenta el efecto de las fuerzas de lubricación del gas sobre el líquido. Estas fuerzas adicionales son, sorprendentemente, fuertemente dependientes del camino libre medio entre las moléculas del gas, una escala de longitud que es, típicamente, un millón de veces menor que el diámetro de la gota.

Una de las consecuencias más impactantes de la teoría de Riboux y Gordillo es que, por primera vez, se puede explicar la conocida observación experimental que indica que el splash puede suprimirse cuando el aire es sustituido por Helio o bien cuando se reduce la presión atmosférica.

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