Si ha sacudido una bola de nieve, has disfrutado viendo cómo sus diminutas partículas se hunden lentamente hasta el fondo. Pero, ¿todos los objetos pequeños se mueven de la misma manera y al mismo ritmo?

Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv encuentra que la sedimentación de objetos asimétricos en líquido es muy diferente de la de objetos simétricos como esferas. La investigación resuelve un enigma de larga data sobre la causa y el alcance de la "tormenta" en la sedimentación, y puede ser útil para mejorar el tratamiento del agua y los procesos industriales que se basan en suspensiones, que son líquidos que contienen pequeñas partículas sólidas. La investigación también puede tener uso en el estudio de depósitos geológicos, porque las variaciones en la concentración de partículas de un lugar a otro afectan el progreso de la sedimentación.

La investigación fue dirigida por el Prof. Haim Diamant de la Escuela de Química de TAU en colaboración con el Prof. Thomas Witten de la Universidad de Chicago. y dirigido por el estudiante de doctorado de TAU Tomer Goldfriend. Fue patrocinado por la Fundación Binacional de Ciencias Estados Unidos-Israel (BSF) y publicado en Cartas de revisión física .

La calma y la tormenta

"Nuestra investigación aclara un fenómeno complejo y ofrece formas de controlarlo, "Dijo el profesor Diamant." Hemos demostrado que la 'tempestad' de la sedimentación es específica de los objetos simétricos como esferas y elipsoides. Desaparece en el caso más general de objetos asimétricos, que puede tener formas arbitrarias. Los objetos asimétricos hacen que el proceso de sedimentación sea más uniforme y menos caótico ".

Ciertos reactores químicos e instalaciones de tratamiento de agua se basan en procesos estrechamente relacionados con la sedimentación, Prof. Diamant explicó. "Estos se llaman 'lechos fluidizados, 'donde las partículas de sedimentación se hacen flotar en el líquido por un flujo ascendente opuesto de líquido, lo que facilita su actividad química. Los lechos fluidizados se utilizan en la producción de polímeros como caucho y polietileno. También se utilizan para mejorar la eficiencia de las instalaciones de tratamiento de aguas y residuos. Nuestro trabajo podría conducir a mejoras de dichos procesos al controlar la uniformidad de las partículas distribuidas en el líquido ".

Actualmente, el equipo está estudiando las propiedades organizativas de otros tipos de materiales. "Ahora tenemos la intención de buscar escenarios físicos distintos de la sedimentación que puedan mostrar un tipo similar de 'auto domesticación', es decir, una tendencia de los componentes del material a autoorganizarse en configuraciones extremadamente uniformes, "Dijo el profesor Diamant." La pregunta básica es si el comportamiento que hemos encontrado es exclusivo del proceso de sedimentación o se puede encontrar en una clase mucho más amplia de materiales. Creemos, esperamos, que esto último sea cierto ".