Cameron Merritt
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Un equipo de físicos y matemáticos británicos utilizó una supercomputadora para descubrir la verdad oculta de cómo las gotas de agua se fusionan y se unen..
Si alguna vez ha visto cómo las gotas de agua se tocan y se fusionan, es posible que se haya imaginado dos pequeñas bolas de agua acercándose cada vez más, hasta que sus superficies se superponen y la tensión superficial juntó las distintas bolas en un todo único y rugoso. Eso es lo que se ve a simple vista. Pero una nueva simulación que utiliza una supercomputadora, publicada el 13 de marzo en la revista Physical Review Letters, presenta un panorama mucho más complicado..
La simulación modeló dos gotas de agua pura del mismo tamaño en el espacio, hasta el nivel de moléculas de agua individuales. A medida que las gotas se acercaban, los científicos mostraron que se formaron ondas diminutas y ultrarrápidas en la superficie de estas gotas. Los movimientos aleatorios de las moléculas de agua, llamados "fluctuaciones térmicas", hicieron que las moléculas individuales saltaran y danzaran unas hacia otras a medida que se acercaban. [Esculturas líquidas: fotografías deslumbrantes de agua que cae]
Los investigadores llaman a este efecto de ondulación de la superficie, que resulta de las fluctuaciones térmicas de las moléculas, "ondas térmicas capilares". Las ondas son demasiado pequeñas y rápidas en este caso para que cualquier experimento natural las detecte. Pero la simulación mostró que las pequeñas ondas se extienden unas a otras, formando el borde de ataque de las gotas de agua que se acercan. La tensión superficial de las gotitas (la fuerza cohesiva que mantiene las gotitas en su forma de "gotita") suprime las ondas, pero aún están presentes y siguen formando el borde de ataque de las gotitas cuando se acercan unas a otras..
Finalmente, encontraron los investigadores, las ondas se tocan y forman puentes entre las gotas. Y una vez que se ha formado un solo puente, la tensión superficial comienza a funcionar, sellando más ondas juntas "como la cremallera de una chaqueta", como dijeron los investigadores en un comunicado..
Los investigadores simularon alrededor de 5 millones de moléculas de agua, formando dos gotas de aproximadamente 0,16 pulgadas (4 milímetros) de ancho. Toda la fusión termina en unos pocos nanosegundos a esa escala, demasiado rápido para que cualquier cámara humana la capte, escribieron..
Aunque simularon dos gotas flotando en el espacio, es probable que se produzca un efecto similar cuando dos gotas se fusionan en una superficie plana, escribieron. Comprender este comportamiento es importante, escribieron, porque podría ayudar a explicar el comportamiento del agua dentro de las nubes y dentro de las máquinas diseñadas para condensar el agua del aire..
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Publicado originalmente el .