Cuando una burbuja de cavitación colapsa, el líquido circundante se precipita para llenar el vacío. Este rápido colapso puede generar una poderosa onda de choque que puede propagarse a través del líquido. Si hay una superficie sólida cerca de la burbuja, la onda de choque puede interactuar con la superficie y producir eyecciones:pequeñas partículas que se expulsan de la superficie.
La visión tradicional es que la producción de eyecciones es causada por la interacción entre una única onda de choque y la superficie sólida. Sin embargo, el nuevo estudio muestra que la eyección también puede producirse por la interacción de múltiples ondas de choque.
"Esta es la primera vez que se observa la producción de eyecciones de choque múltiple", dijo el Dr. Christopher Ohl, uno de los autores del estudio. "Este descubrimiento desafía la comprensión actual de la producción de eyecciones y podría tener implicaciones para una amplia gama de aplicaciones".
El equipo de investigación utilizó una cámara de alta velocidad para registrar el colapso de burbujas de cavitación cerca de una superficie sólida. Las imágenes mostraron que el colapso de la burbuja generó múltiples ondas de choque que interactuaron con la superficie para producir eyecciones.
"La formación de múltiples ondas de choque es el resultado de la alta presión y temperatura dentro de la burbuja que colapsa", dijo el Dr. Ohl. "Estas condiciones hacen que el líquido se vaporice, lo que a su vez genera ondas de choque adicionales".
El nuevo descubrimiento tiene implicaciones para una amplia gama de aplicaciones que utilizan burbujas de cavitación, incluida la limpieza submarina, imágenes médicas y producción de energía. Por ejemplo, en la limpieza submarina, el colapso de las burbujas de cavitación se puede utilizar para eliminar la suciedad y los residuos de las superficies. La nueva comprensión de la producción de eyecciones podría conducir al desarrollo de sistemas de limpieza subacuática más eficientes y eficaces.
En imágenes médicas, las burbujas de cavitación se utilizan para generar ondas de ultrasonido que pueden usarse para obtener imágenes del interior del cuerpo. La nueva comprensión de la producción de eyecciones podría conducir al desarrollo de nuevas técnicas de imágenes que sean más sensibles y tengan mayor resolución.
En la producción de energía, las burbujas de cavitación se utilizan para crear un entorno de alta presión que puede utilizarse para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. La nueva comprensión de la producción de eyecciones podría conducir al desarrollo de sistemas de producción de energía más eficientes y potentes.
"El descubrimiento de la producción de eyecciones de choque múltiple es un avance significativo en nuestra comprensión de la física de las burbujas de cavitación", dijo el Dr. Ohl. "Este descubrimiento podría tener implicaciones para una amplia gama de aplicaciones que utilizan burbujas de cavitación".
