Ecuaciones en la espuma
miércoles, 11 de septiembre de 2013
Los baños de espuma, la refrescante espuma de una cerveza o la deliciosa espuma de un capuchino. Todas son espumas, hermosas y efímeras.
Los Matemáticos James A. Sethian y Robert I. Saye, de la universidad de Berkely han descrito matemáticamente las etapas sucesivas en la compleja evolución de las burbujas espumosas. Esta investigación podría ayudar en numerosos procesos industriales de modelado en los que se emplea la mezcla de líquidos o en la formación de espumas sólidas como las utilizadas para amortiguar cascos para ciclistas.
Saye y Sethian descubrieron una manera de tratar los diferentes aspectos de la espuma con diferentes conjuntos de ecuaciones en grupos de cientos de burbujas. Un conjunto de ecuaciones describe el drenaje gravitacional del líquido de las paredes de la burbuja, que disipe hasta que se rompen. Otro conjunto de ecuaciones tratadas con el flujo de líquido en el interior de las uniones entre las membranas de las burbujas. Un tercer grupo maneja la reordenación tambaleante de burbujas después de la desaparición de una de ellas.
Hay un cuarto conjunto de ecuaciones para la luz que se refleja en las burbujas, teniendo en cuenta la interferencia de película delgada en las membranas de las burbujas, que pueden crear tonalidades del arco iris como una mancha de aceite en el pavimento mojado. Resolver el conjunto completo de ecuaciones de movimiento les llevó cinco días de trabajo con superordenadores del National Research Center Computación Científica de Energía del LBNL.
El siguiente paso que tienen previsto para continuar con sus investigaciones es estudiar los procesos de fabricación de nuevos materiales a pequeña escala. Este tipo de enfoque tiene aplicaciones en una amplia gama de cuestiones que nos afectan a todos.
Fuente: newscenter.berkeley.edu
