Controlar mediante cargas eléctricas a las burbujas del agua hirviendo

El agua en ebullición, con sus burbujas que ascienden en cantidad y fuerza cada vez mayores desde una superficie a medida que el agua se calienta hasta hervir, es primordial en la mayoría de centrales eléctricas, sistemas de calentamiento y refrigeración y plantas desaladoras. Ahora, por vez primera, unos investigadores han encontrado una forma de controlar este proceso, literalmente con el simple movimiento de un interruptor eléctrico.

El sistema permite controlar las burbujas del agua hirviente usando una pequeña carga eléctrica, y podría mejorar la eficiencia de la generación de energía eléctrica y otros procesos.

Este grado de control sobre el proceso de ebullición del agua, con independencia de la temperatura, no ha sido previamente demostrado a pesar de la omnipresencia de la ebullición en los procesos industriales. Se han desarrollado otros sistemas para controlar la ebullición mediante campos eléctricos, pero estos han necesitado fluidos especiales en vez de agua, y voltajes mil veces superiores, lo que les convierte en económicamente poco prácticos para la mayoría de aplicaciones.

El nuevo sistema, desarrollado por Evelyn Wang, Jeremy Cho y Jordan Mizerak, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, sí podría ser aprovechable en el ámbito industrial.

El nuevo logro se ha conseguido añadiendo surfactantes en el agua, creando en esencia un líquido jabonoso. Las moléculas de surfactante, que poseen una carga eléctrica, pueden ser atraídas o repelidas respecto a una superficie metálica cambiando la polaridad del voltaje aplicado al metal. Esto transforma la superficie metálica de hidrofílica a hidrofóbica.

Los investigadores han comprobado que se puede hacer que unas secciones de metal promuevan la producción de burbujas (como hacen los dos rectángulos en los bordes) o la inhiban (lo que hacen los rectángulos del centro), conmutando simplemente la polaridad de los voltajes aplicados al metal. (Fotos: Cortesía del equipo de investigación)

Añadir el surfactante hace que la superficie se vuelva más hidrofóbica, lo cual aumenta la tasa de nucleación para la formación de burbujas. Invirtiendo la carga en la superficie se consigue que esta se convierta en hidrofílica, y ello inhibe la formación de burbujas. Los investigadores han constatado que pueden multiplicar por diez la tasa de formación de burbujas simplemente conmutando la carga.

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