Matemáticos han descubierto un nuevo fenómeno que genera una fuerza fluídica capaz de mover y unir partículas sumergidas en fluidos de capas de densidad.

El avance ofrece una alternativa a las suposiciones anteriores sobre cómo las partículas se acumulan en lagos y océanos y podría dar lugar a aplicaciones en la localización de puntos críticos biológicos, limpieza del medio ambiente e incluso en la clasificación y el embalaje.

La forma en que la materia se deposita y se acumula bajo la gravitación en sistemas fluidos, como lagos y océanos, es un área amplia e importante de estudio científico, que impacta enormemente a la humanidad y al planeta.

Es el caso de la «nieve marina», la lluvia de materia orgánica que cae constantemente de las aguas superiores al océano profundo. La nieve marina rica en nutrientes no solo es esencial para la cadena alimentaria mundial, sino que sus acumulaciones en las profundidades salinas representan el sumidero de carbono más grande de la Tierra y uno de los componentes menos entendidos del ciclo de carbono del planeta. También existe la creciente preocupación por los microplásticos que giran en los giros oceánicos.

La acumulación de partículas oceánicas se ha entendido durante mucho tiempo como el resultado de colisiones y adherencias casuales.

Pero un fenómeno completamente diferente e inesperado está trabajando en la columna de agua, según un artículo publicado el 20 de diciembre en Nature Communications por un equipo dirigido por los profesores Richard McLaughlin y Roberto Camassa del Centro de la Universidad de Carolina del Norte, junto con su estudiante graduado Robert Hunt y Dan Harris de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Brown.

En el documento, los investigadores demuestran que las partículas suspendidas en fluidos de diferentes densidades, como el agua de mar de diferentes capas de salinidad, exhiben dos comportamientos previamente no descubiertos. Primero, las partículas se autoensamblan sin atracción electrostática o magnética o, en el caso de microorganismos, sin dispositivos de propulsión tales como flagelos o cilios. En segundo lugar, se agrupan sin necesidad de adhesivo u otras fuerzas de unión. Cuanto más grande es la agrupación, más fuerte es la fuerza de atracción.

En una prueba de laboratorio, observaron que microperlas de plástico que se dejan caer en un recipiente de agua salada con agua dulce menos densa son empujadas hacia abajo por la fuerza de la gravedad y empujadas hacia arriba por la flotabilidad. Mientras permanecen suspendidas, la interacción entre la flotabilidad y la difusión, que actúa para equilibrar el gradiente de concentración de sal, crea flujos alrededor de las microperlas, lo que hace que se muevan lentamente. Sin embargo, en lugar de moverse al azar, se agrupan y resuelven sus propios rompecabezas. A medida que crecen los grupos, aumenta la fuerza del fluido.

Fuente: europapress.es