¿Sabes cuando viertes leche en un tazón de cereal para el desayuno y el cereal flotante tiende a agruparse? En mecánica de fluidos, ese fenómeno se conoce como «efecto Cheerios» y ha inspirado el desarrollo de un sistema de recolección de agua único pero más eficiente que podría ser particularmente útil en regiones áridas.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita, cubrieron una superficie con una película lubricante y descubrieron que hacía que las gotas de agua se combinaran más rápido, similar al efecto Cheerios.
“Estamos interesados en diseñar superficies que puedan promover la condensación del agua, que tiene importantes propiedades de transferencia de calor y recolección de agua aplicaciones”, dijo Marcus Lin, quien dirigió la investigación. “Piense en el agua que se condensa en una lata de refresco fría. Las gotas sólo pueden moverse una vez que crecen lo suficiente como para que la gravedad las arrastre hacia abajo”.
Los investigadores pensaron que agregar una fina película de aceite lubricaría una superficie, lo que haría que las gotas de agua se movieran más rápido, liberando espacio para una mayor condensación de gotas y, por lo tanto, aumentando las tasas de condensación. Funcionó. Pero la reacción de las gotas de agua los sorprendió.
Observaron que las gotas de condensado, que variaban en tamaño desde decenas de micrones hasta varios milímetros, participaban en una «danza» colectiva espontánea y compleja. Las gotas se movían en forma de serpiente hasta que se agotaba el lubricante, momento en el que cambiaban a un movimiento circular. A medida que las gotas en movimiento redistribuían continuamente el lubricante por la superficie, reanudaban su danza sinuosa.
«Inicialmente se movían de manera serpenteante antes de hacer la transición a movimientos circulares y luego regresar», dijo Lin. «Estos movimientos ocurrieron en escalas que iban desde micrómetros hasta varios centímetros, y duraron horas».
Al igual que los Cheerios en la leche, las gotas de condensado en el aceite fueron atraídas hacia las gotas vecinas. La autopropulsión de las gotas más grandes fue impulsada por la energía liberada cuando se fusionaron con gotas más pequeñas en su camino.
Los investigadores dicen que los dispositivos que pueden capturar agua del aire de manera eficiente mediante una simple condensación, sin ningún aporte de energía, son ampliamente apreciados como presión sobre agua dulce las fuentes crecen. Esto es de particular importancia en zonas áridas como Arabia Saudita.
«Al optimizar el movimiento colectivo de las gotas de condensación, podemos aumentar considerablemente las tasas de condensación y, por lo tanto, diseñar sistemas de recolección de agua más eficientes», dijo Lin.
Los investigadores planean explorar más a fondo qué impulsa la compleja danza de las gotas, en particular el cambio del movimiento serpentino al circular.
El estudio fue publicado en la revista Cartas de revisión física.
Fuente: CARPETA