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Jueves, 22 mayo 2014
Física

Impulsar objetos mediante gradientes de temperatura en fluidos

Se ha descubierto un nuevo método con el que utilizar gradientes de temperatura en fluidos para impulsar objetos. El equivalente de este fenómeno en el medio natural puede ser el mecanismo que con su influencia contribuye de manera significativa al movimiento de los icebergs que flotan en el mar, o al desplazamiento de las rocas a través de cámaras de magma subterráneo.

Thomas Peacock, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, comenzó a estudiar el concepto hace unos cuatro años.

Pero, tal como él y su equipo han comprobado, pasar a la práctica, y perfeccionar hasta el nivel necesario el equipamiento para el experimento definitivo, ha sido bastante complicado. Detener por completo un objeto flotante y todo movimiento en un tanque de agua antes de comenzar una prueba, y diseñar una forma de calentar el objeto sin causar ondas en el agua ni movimientos directos en el objeto, fueron tareas particularmente difíciles.

[Img #19960]
Una vez superados los obstáculos, este experimento ha sido el primero en demostrar que un diferencial de temperatura entre la superficie de un objeto y el fluido envolvente puede generar movimiento, un efecto que podría tener una gran importancia en el mundo natural, así como un buen potencial para tecnologías futuras.

En virtud del calentamiento o enfriamiento de la superficie de un objeto, puede cambiar la densidad de cualquier fluido próximo a esa superficie. La densidad modificada del fluido genera un flujo sobre la superficie. Ese flujo crea entonces un desequilibrio de fuerzas, con una presión más baja a un lado, y más alta en el otro, un desequilibrio que propulsa el objeto desde la zona de presión más alta hacia la de presión más baja.

El fenómeno se aplica a cualquier situación donde un objeto se halle inmerso en un fluido, y su temperatura sea diferente a la de este último.

Peacock está ya trabajando en próximos experimentos, para averiguar si el efecto puede ser aprovechado de manera útil desde el punto de vista de la ingeniería.

Un método práctico de propulsión basado en este efecto podría servir para ayudar a controlar cómo las partículas se mueven a través de dispositivos microfluídicos. Un mejor conocimiento del efecto también ayudaría a profundizar en comportamientos de sistemas naturales como por ejemplo el movimiento de material flotando sobre el magma.

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