ūüõĎ FISICOS DE LA UOH Y OTRAS UNIVERSIDADES DESCUBREN MECANISMO PARA GENERAR CORRIENTES SUPERFICIALES EN L√ćQUIDOS

El descubrimiento reuni√≥ a cient√≠ficos de las Universidades de Chile, O‚ÄôHiggins y Santiago de Chile y se desarroll√≥ √≠ntegramente en suelo nacional. El hallazgo fue publicado en la √ļltima edici√≥n de la prestigiosa revista internacional Physical Review Letters.

‚ÄúHemos descubierto un nuevo mecanismo para generar corrientes en la superficie del agua o cualquier l√≠quido‚ÄĚ as√≠ lo afirma Nicol√°s Mujica, acad√©mico del Departamento de F√≠sica de la Facultad de Ciencias F√≠sicas y Matem√°ticas de la Universidad de Chile, quien es tambi√©n Doctor en F√≠sica, de la Universidad Paris 6 (Francia).

‚ÄúEsto tendr√° aplicaciones muy importantes, desde procesos de mezcla eficientes en superficies l√≠quidas, hasta la separaci√≥n de contaminantes superficiales para la limpieza sencilla de tanques industriales‚ÄĚ, explica el Dr. Pablo Guti√©rrez, profesor del Instituto de Ciencias de la Ingenier√≠a, de la Universidad de O‚ÄôHiggins.

El trabajo tiene un gran m√©rito ‚Äúencontramos un mecanismo hasta ahora desconocido de generaci√≥n de corrientes debido a la presencia de paredes m√≥viles y que lleva a la generaci√≥n de remolinos muy particulares. Es un gran resultado, que se est√° reportando a la comunidad cient√≠fica por primera vez‚ÄĚ, explica Nicolas P√©rinet, Investigador asociado a Laboratorio de Materia Fuera del Equilibrio, DFI.

DOS EXPERIMENTOS PARA DAR CON UN MECANISMO

Para lograr sus resultados, el equipo internacional 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 de Chile.

Las medidas se realizaron con una c√°mara r√°pida Phantom, de las que se usan para registrar movimientos tan r√°pidos que son imperceptibles al ojo humano, a√Īade Leonardo Gordillo, acad√©mico especializado en mec√°nica de fluidos del Departamento de F√≠sica de la Facultad de Ciencia de la Universidad de Santiago de Chile.

‚ÄúHicimos dos experimentos: en el primero tomamos una cubeta llena de agua, que espolvoreamos con part√≠culas para visualizar los movimientos en la superficie del l√≠quido. Vibramos verticalmente la cubeta para generar una onda. √Čsta gatilla las corrientes que descubrimos, algo evidenciado por c√≥mo se organizaron las part√≠culas que agregamos. El segundo experimento lo hicimos con un disco vertical que alterna su direcci√≥n 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 permiti√≥ identificar el origen del fen√≥meno y asociarlo a la pared‚ÄĚ, explica el Dr. H√©ctor Alarc√≥n, investigador de la Universidad de O‚ÄôHiggins y quien estuvo trabajando en este proyecto por tres a√Īos. Adem√°s, el equipo realiz√≥ simulaciones num√©ricas de alta complejidad.

El siguiente paso en la investigaci√≥n ser√° medir con m√°s detalle las velocidades en la superficie del l√≠quido con medidas tridimensionales del sistema. ‚ÄúEsto nos llevar√° a poner n√ļmeros a ciertas cantidades de inter√©s. Hecho lo anterior, manipularemos objetos flotantes sin un contacto directo, usando las corrientes que hemos descubierto a trav√©s de los bordes m√≥viles‚ÄĚ, concluye Mat√≠as Herrera, Licenciado en F√≠sica Aplicada de la Universidad de Santiago de Chile y cuya tesis de Ingenier√≠a F√≠sica abordar√° el tema.

En el trabajo participaron Héctor Alarcón, Universidad de O’Higgins y DFI, U. de Chile; Matías Herrera, Universidad de Santiago de Chile; Nicolas Périnet (Francés) y Nicolás Mujica del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile; Pablo Gutiérrez, Universidad de O’Higgins y Leonardo Gordillo (Peruano) de la Universidad de Santiago de Chile.

Para ver el art√≠culo original publicado por la revista Physical Review Letters bajo el t√≠tulo Faraday-waves contact-line shear gradient induces streaming and tracer self-organization: From vortical to hedgehog-like patterns (En espa√Īol: Ondas de Faraday induce corrientes y auto-organizaci√≥n de part√≠culas: desde patrones vorticales hasta patrones ‚Äúerizados‚ÄĚ) https://journals.aps.org/…/10.1103/PhysRevLett.125.254505.

Además, debido a la relevancia de la investigación, el trabajo también fue seleccionado por la revista Physics Magazine de la American Physical Society para una nota de divulgación que se puede revisar https://physics.aps.org/articles/v13/200.

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