El efecto Marangoni es un experimento de física popular. Se produce cuando se calienta una interfaz entre el agua y el aire en un solo lugar. Dado que este calor irradiará hacia afuera, se produce un gradiente de temperatura en la superficie, haciendo que el fluido se mueva a través del proceso de radiación de convección. Cuando se introducen impurezas insolubles en esta superficie, inmediatamente se barren a un lado del recipiente del agua. Sucesivamente, esto crea un gradiente en la tensión superficial que hace que la interfaz se vuelva elástica.

Las estructuras de estos flujos se han entendido bien teóricamente durante más de un siglo, pero todavía no se alinean completamente con las observaciones experimentales del efecto. En un nuevo estudio publicado en EPJ E , Thomas Bickel de la Universidad de Burdeos en Francia ha descubierto nuevas leyes matemáticas que gobiernan las propiedades de los flujos de Marangoni.

El efecto Marangoni puede tener una variedad de aplicaciones, por ejemplo, en soldadura y fabricación de computadoras. Por lo tanto, Los hallazgos de Bickel podrían proporcionar nueva información importante para los investigadores e ingenieros que trabajan con sistemas basados ​​en fluidos. Bickel descubrió que en aguas más profundas, la región en la que se eliminan las impurezas disminuye de tamaño con un aumento de la elasticidad de la superficie. Fuera de estas regiones, Los flujos de Marangoni son cancelados por contraflujos que se originan en las impurezas, lo que significa que el fluido se vuelve estático. La región puede incluso desaparecer si la elasticidad de la superficie es demasiado grande, en cuyo caso la concentración de impurezas en la interfaz se vuelve constante. Es más, el límite de la región se vuelve más borroso en aguas poco profundas.

Bickel descubrió estos mecanismos a través de derivaciones matemáticas, a partir de las propiedades conocidas de los flujos de Marangoni. Luego incorporó aspectos que incluyen la profundidad del agua y la concentración de impurezas, y calculó su efecto en el sistema general. La investigación de Bickel muestra que incluso en la antigüedad, experimentos de física bien estudiados, El análisis matemático todavía puede revelar nuevos procesos.