Las uniones en T en tuberías están por doquier (en nuestros cuerpos, en nuestras casas, en las industrias, …). Se publica en PNAS un hecho inesperado y sorprendente: las uniones en T atrapan partículas que se acumulan en el cruce y afectan a la distribución del flujo. Este fenómeno puede influir en la salud humana y puede provocar problemas en entornos industriales. Pero también tiene sus ventajas y permite diseñar nuevos sistemas para la separación de partículas. El artículo técnico es Daniele Vigolo, Stefan Radl, and Howard A. Stone, “Unexpected trapping of particles at a T junction,” PNAS, Early Edition, 19 Mar 2014 [DOI].
El nuevo fenómeno se ha observado en simulaciones por ordenador tridimensionales de uniones en forma de T para número de Reynolds Re>200 al introducir partículas de densidad baja. El mecanismo induce la acumulación de partículas, que pueden formar cadenas estables, o dar lugar al crecimiento de burbujas por coalescencia.
Este inesperado fenómeno también ha sido observado de forma experimental.
Por supuesto, los autores presentan una descripción teórica del mecanismo de captura de partículas de baja densidad tanto en flujo constante como en flujo pulsado. La interacción entre las partículas de baja densidad y las burbujas que se producen en el flujo provoca la aparición de dos vórtices que rotan en sentidos opuestos; las partículas y las burbujas se acumulan en suspensión entre ambos vórtices. Este proceso parece estable y puede durar periodos muy largos de tiempo.
El nuevo fenómeno puede tener múltiples aplicaciones en campos tan diversos como la fisiología (embolias gaseosas) y la industria (fabricación de pinturas y polímeros). Como siempre, lo que es un inconveniente para algunos es una ventaja para otros. El fenómeno también se puede aprovechar para desarrollar nuevos mecanismos de separación de partículas utilizando uniones en T.
La verdad, la física de fluidos nunca dejará de sorprenderme. Ya sabéis que es una de mis pasiones.
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