GIF que ilustra la fina capa de aire que impide que las gotas de agua se propaguen suavemente por una superficie y generen salpicaduras. Crédito:Universidad de Warwick
Una nueva investigación de la Universidad de Warwick genera una nueva perspectiva sobre cómo salpica una gota de lluvia o un café derramado.
El Dr. James Sprittles del Instituto de Matemáticas ha creado una nueva teoría para explicar exactamente qué sucede, en el pequeño espacio entre una gota de agua y una superficie, para causar una salpicadura.
Cuando cae una gota de agua, una capa de aire microscópicamente delgada que no puede empujar a un lado evita que se extienda suavemente a través de una superficie, por lo que en lugar de mojar la superficie, partes del líquido salen volando, y se genera un chapoteo.
Una capa de aire de 1 micrón de tamaño, cincuenta veces más pequeña que el ancho de un cabello humano, puede obstruir una gota de agua de 1 mm, que es mil veces más grande.
Esto es comparable a una capa de aire de 1 cm que detiene una ola de tsunami que se extiende por una playa.
El Dr. Sprittles ha establecido exactamente lo que le sucede a esta minúscula capa de aire durante la acción súper rápida mediante el desarrollo de una nueva teoría, capturar su dinámica microscópica, teniendo en cuenta diferentes condiciones físicas, como la viscosidad del líquido y la presión del aire, para predecir si se producirán salpicaduras o no.
Cuanto menor sea la presión del aire, cuanto más fácilmente puede escapar el aire de la capa aplastada, lo que da menos resistencia a la gota de agua, lo que permite la supresión de salpicaduras. Esta es la razón por la que es menos probable que las gotas salpiquen en la cima de las montañas, donde se reduce la presión del aire.
Comprender las condiciones que causan las salpicaduras permite a los investigadores descubrir cómo prevenirlas, lo que conduce a posibles avances en varios campos.
En impresión 3D, las gotas líquidas pueden formar los componentes básicos de productos hechos a medida, como los audífonos; dejar de salpicar es clave para fabricar productos de la calidad deseada.
Las salpicaduras también son una parte crucial de la ciencia forense:si las gotas de sangre han salpicado o no, proporciona una idea de su procedencia. que puede ser información vital en una investigación criminal.
El Dr. Sprittles comenta:
"Nunca esperarías que un evento cotidiano aparentemente simple exhibiera tanta complejidad. El ancho de la capa de aire es tan pequeño que es similar a la distancia que viajan las moléculas de aire entre las colisiones, de modo que los modelos tradicionales son inexactos y se requiere una teoría microscópica.
"Lo más prometedor, la nueva teoría debería tener aplicaciones a una amplia gama de fenómenos relacionados, como en la ciencia del clima, para comprender cómo chocan las gotas de agua durante la formación de nubes o para estimar la cantidad de gas que las lluvias arrastran a nuestros océanos ".