Un equipo de físicos y matemáticos británicos utilizó una supercomputadora para descubrir la verdad oculta de cómo las gotas de agua se fusionan y se mantienen juntas.
Si alguna vez has visto que las gotas de agua se tocan y se fusionan, es posible que hayas imaginado dos pequeñas bolas de agua cada vez más cerca, hasta que sus superficies se superpongan y la tensión superficial junte las distintas bolas en un solo conjunto áspero. Eso es lo que se ve a simple vista. Pero una nueva simulación usando una supercomputadora, publicada el 13 de marzo en la revista Physical Review Letters, pinta una imagen mucho más complicada.
La simulación modeló dos gotas de agua pura de igual tamaño en el espacio, hasta el nivel de moléculas de agua individuales. A medida que las gotas se acercaban, los científicos mostraron que se formaron pequeñas ondas ultrarrápidas en las superficies de estas gotas. Los movimientos aleatorios de las moléculas de agua, llamadas "fluctuaciones térmicas", hicieron que las moléculas individuales saltaran y bailaran una hacia la otra a medida que se acercaban.
Los investigadores llaman a este efecto de ondulación de la superficie, que resulta de las fluctuaciones térmicas de las moléculas, "ondas capilares térmicas". Las ondas son demasiado pequeñas y rápidas en este caso para que cualquier experimento natural las detecte. Pero la simulación mostró que las olas adolescentes se extienden entre sí, formando el borde de ataque de las gotas de agua cercanas. La tensión superficial de las gotitas (la fuerza cohesiva que mantiene las gotitas en su forma de "gotita") suprime las ondas, pero todavía están presentes y aún forman el borde de ataque de las gotitas cuando se acercan entre sí.
Finalmente, los investigadores encontraron que las olas se tocan y forman puentes entre las gotas. Y una vez que se ha formado un solo puente, la tensión superficial comienza a funcionar, sellando más ondas "como la cremallera de una chaqueta", como dijeron los investigadores en un comunicado.
Los investigadores simularon alrededor de 5 millones de moléculas de agua, formando dos gotas de aproximadamente 0.16 pulgadas (4 milímetros) de ancho. La fusión completa ha terminado en unos pocos nanosegundos a esa escala, demasiado rápido para que cualquier cámara humana lo capte, escribieron.
Aunque simularon dos gotas flotando en el espacio, es probable que un efecto similar funcione cuando dos gotas se fusionan en una superficie plana, escribieron. La comprensión de este comportamiento es importante, escribieron, porque podría ayudar a explicar el comportamiento del agua dentro de las nubes y dentro de las máquinas diseñadas para condensar el agua del aire.
