Gotas de agua sobre hielo

Hilda Mercado Uribe / Cinvestav Monterrey

 

El impacto de una gota de agua sobre una superficie ha sido materia de numerosos estudios.

La razón es que a partir de la colisión de la gota, se desencadenan eventos que además de ser espectaculares visualmente, tienen diferentes aplicaciones tecnológicas. Uno de estos eventos es que la gota rebota y “baila”. Hasta hace unos meses solo se habían observado dos formas de inducir este “baile”: la primera fue reportada en el siglo XVIII y se conoce como Efecto Leidenfrost, y la segunda requiere de una superficie superhidrofóbica (SHS). El Efecto de Leidenfrost ocurre cuando una gota impacta sobre una superficie sólida y muy caliente, provocando que se forme instantáneamente una capa de vapor (de 10 a 100 μm) debajo de ella. De esta manera, la gota queda flotando por unos instantes hasta que eventualmente se evapora. Si la gota impacta sobre una SHS que se encuentra a temperatura ambiente, también se observa el rebote, pero la causa es diferente. En una SHS el ángulo de contacto entre una gota y ella es mayor a 150º; esto es, la gota está lo más lejos posible de la superficie y el contacto es parcial debido a que la superficie posee espacios con aire atrapado. Como resultado, las fuerzas de adhesión interfaciales son débiles y la gota “baila” sobre la superficie.

Recientemente se descubrió otra manera de producir el efecto cautivador del brincoteo de las gotas usando para ello una superficie de dióxido de carbono a su temperatura de sublimación (-79ºC).  El fenómeno es muy similar a  los otros efectos. Inmediatamente después de que las gotas chocan con la superficie, estas alcanzan un diámetro máximo, luego se encogen e inician un proceso de rebote continuo. Durante el impacto de la gota se transmite calor a la superficie fría, lo que ocasiona que una película de vapor se forme en la interface, siendo esta la causa del rebote. C2

C. Antonini et al, Phys. Rev. Lett., vol. 111, 014501, 2013

 

Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, nivel 2. Investigador titular en |

 
Estudió física. Su interés es comprender las propiedades físicas del agua y su interacción con biomoléculas. También investiga los efectos de las luz visible y ultravioleta en proteínas.

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