Un estudiante suizo soluciona un enigma físico de un siglo de antigüedad

¿Por qué las burbujas de gas en tubos verticales estrechos parecen permanecer atascadas en lugar de subir hacia arriba? Este problema físico enunciado hace un siglo, sin aparente solución, ha sido resuelto por un estudiante suizo.

Los físicos observaron este fenómeno hace casi un siglo, no obstante no pudieron hallar una explicación, ya que, en teoría, las burbujas de aire no deberían experimentar ninguna oposición excepto si el líquido está en movimiento y tendrían que subir a la superficie.

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Antonio Villarreal

Ahora, Wassim Dhaouadi, un estudiante de licenciatura de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) ha resuelto el misterio. Según su investigación y observaciones, se forma una película ultradelgada de líquido alrededor de las burbujas, evitando que estas se eleven libremente. Además, ha descubierto que, de hecho, las burbujas no están atascadas, sino que se desplazan hacia arriba extremadamente lentas.

Nanometros

Dhaouadi, que ha publicado su estudio en la revista científica 'Physical Review Fluids', y el jefe de laboratorio de Ingeniería Mecánica de Interfaces Suaves de la citada universidad, John Kolinski, utilizaron un método de interferencia óptica para medir la película, que tenía sólo unas pocas docenas de nanómetros de espesor.

"Las mediciones demuestran que las burbujas se están moviendo, aunque demasiado lentamente para ser vistas"

La técnica consistía en dirigir la luz a una burbuja de aire dentro de un tubo estrecho y analizar la intensidad de la luz reflejada. Utilizando la interferencia de luz reflejada desde la pared interior del tubo y la superficie de la burbuja, estimaron correctamente el grosor de la película. También descubrieron que la película cambia de forma si se aplica calor a la burbuja y vuelve a su forma original una vez que se elimina el calor.

"Este descubrimiento desmiente las teorías más recientes de que la película drenaría a cero espesor. Estas mediciones también demuestran que las burbujas se están moviendo, aunque demasiado lentamente para ser vistas por el ojo humano. Debido a que la película entre la burbuja y el tubo es tan delgada, crea una fuerte resistencia al flujo, ralentizando drásticamente el ascenso de las burbujas", comenta Kolinski a Tech Explorist.

Sistemas biológicos

Dhaouadi se muestra muy satisfecho por su descubrimiento: "Estaba feliz de llevar a cabo un proyecto de investigación al principio de mi carrera. Es una nueva forma de pensar y aprender y es muy diferente a un conjunto de tareas, donde sabes que hay una solución, aunque pueda ser difícil de encontrar”.

Estos hallazgos se relacionan con la investigación fundamental, pero podrían usarse para estudiar la mecánica de fluidos a escala nanométrica, especialmente para sistemas biológicos.