La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Resuelto el misterio de la gota pulsante

Posted by Carlos en agosto 3, 2007

Todos sabemos que es lo que pasa cuando se vierte una gota de aceite en un recipiente con agua: la gota adopta forma lenticular en la superficie, sin mezclarse con el agua. La tensión superficial del agua es la que determina la forma lenticular. Podemos imaginarnos cómo la gota de aceite causa en la superficie del agua una pequeña depresión, en cuyas paredes se produce el empuje de la gota de aceite que intenta expandirse; a medida que la gota se expande la presión disminuye, con lo que finalmente se llega a un punto de equilibrio en el que la fuerza expansiva iguala a la tensión superficial.

La cosa cambia si en lugar de una gota de aceite empleamos una mezcla de aceite y un poco de detergente. El comportamiento es en este caso sumamente curioso: se produce una pulsación en el tamaño de la gota, que crece y decrece de manera quasi-periódica durante un cierto tiempo. Puede verse un vídeo (formato Quicktime) del fenómeno aquí. El motivo por el que pasaba esto no estaba del todo claro, pero ha sido finalmente explicado por Roman Stocker y John W.M. Bush, del MIT, con un trabajo titulado:

Throbbing oil droplety que ha sido publicado en el Journal of Fluid Mechanics. Stocker y Bush han estudiado el proceso a través del microscopio, y han dado con la clave del mismo. Para empezar, el detergente es tensoactivo, y tiende a concentrarse en la interfaz entre el agua y el aceite, disminuyendo la tensión superficial del agua, y haciendo que la gota de aceite se expanda. Dado que la depresión es mayor en el centro de la superficie inferior de la gota de aceite que en los bordes exteriores, el detergente se concentra en mayor cantidad allí, causando un diferencial de tensión superficial que genera ondas de inestabilidad en la gota, y que origina que empiecen a desgajarse pequeñas gotitas de la gota principal (véase el vídeo). Esta dispersión del aceite, unida a la evaporación del detergente origina un nuevo aumento de la tensión superficial que hace que la gota se contraiga, y se reinicie el ciclo. El proceso termina cuando se agota el “combustible”, esto es, cuando se evapora todo el detergente. De hecho, si se cubre el sistema de manera que no se pueda producir evaporación, la oscilación se detiene.

Aunque parezca que este tipo de estudios son meras curiosidades, los autores afirman que conocer el funcionamiento de este tipo de procesos puede ser muy importante cuando se considera por ejemplo la problemática de la contaminación de acuíferos por aceites. Del mismo modo, hay otros procesos naturales (de índole biológica por ejemplo) en los que también se produce esta dinámica oscilatoria, por lo que una mejor compresión de este fenómeno puede ser de gran utilidad.

Anuncios

4 comentarios to “Resuelto el misterio de la gota pulsante”

  1. Aire said

    ¡Hola! Me ha gustado mucho tu página: ¡Felicidades!

    Saludos

  2. Carlos said

    ¡Gracias! Saludos.

  3. dndabitelolvido said

    Recuerdo que este mismo fenómeno nos lo comento un profesor de física , muy inteligente por cierto , y yo lo comprobé , pues era escéptica… Y es cierto ¡¡ . Gracias por esta curiosidad que no todo el mundo sabe .

    ( seguiré observando tu blog )

    Carmen

  4. Carlos said

    Gracias, Carmen. Este tipo de experimentos sencillitos pero sorprendentes son una joya para despertar el interés por las ciencias naturales.

Sorry, the comment form is closed at this time.

 
A %d blogueros les gusta esto: