Al verter un líquido de una botella, el flujo a menudo se ve impedido por las burbujas que se acumulan en el cuello de la botella, creando un obstáculo para el paso suave del líquido. Estas burbujas pueden dificultar significativamente el caudal y prolongar el proceso de vaciado.
El equipo de investigación aplicó imágenes de alta velocidad para capturar la dinámica de las burbujas en una botella durante el vertido, observando de cerca su tamaño, ubicación y movimiento. Con la ayuda de modelos computacionales, identificaron que el caudal está muy influenciado por las posiciones e interacciones de las burbujas.
Un hallazgo clave reveló que las burbujas ubicadas cerca del centro de la botella, denominadas "burbujas axisimétricas", pueden obstruir el flujo de manera más efectiva que las cercanas a los bordes, conocidas como "burbujas asimétricas". Esto se debe a que es más probable que las burbujas simétricas se dividan, creando burbujas más pequeñas que obstruyen aún más el flujo.
El equipo también descubrió que la creación de una burbuja central más grande puede mejorar el caudal al interrumpir la formación de burbujas más pequeñas que interrumpen el flujo. Al manipular las condiciones del flujo y generar una gran burbuja central, demostraron una mejora en el caudal del líquido entre un 20 y un 40%.
Este enfoque innovador puede tener aplicaciones potenciales en diversas industrias que dependen del vaciado o vertido de líquidos, como la industria de alimentos y bebidas, la fabricación de productos químicos y farmacéuticos y la producción de cosméticos. Al aplicar este conocimiento, los fabricantes podrían optimizar sus procesos, reducir los tiempos de producción y mejorar la eficiencia.
Los resultados de la investigación, publicados en la revista Physics of Fluids, no sólo proporcionan una comprensión fundamental de la dinámica de las burbujas en el flujo, sino que también ofrecen soluciones prácticas para optimizar el proceso de vaciado en aplicaciones industriales.
