El curioso baile de las gotas de agua sobre una superficie que vibra al ritmo de un altavoz
Una pequeña gota de líquido que cae sobre una superficie del mismo líquido, primero rebota, luego se relaja y finalmente se funde con él hasta desaparecer (coalescencia). Una manera de evitarlo (retrasar la coalescencia) es hacer que la superficie del líquido vibre a una frecuencia adecuada (colocando la película de líquido sobre un altavoz). Como resultado las gotas se agrupan unas junta a otras hasta alcanzar un número de gotas crítico, a partir del cual su interacción mutua compensa las vibraciones de la superficie y la coalescencia reaparece. Una manera de lograr que estos grupos tengan un gran número de gotas es utilizar vibraciones grandes de la superficie del líquido (ondas de Faraday). Este vídeo de youtube nos muestra este curioso comportamiento en el que parece que las gotas se ponen a bailar al ritmo de la samba de la superficie. Por supuesto, cuando la música desaparece, la coalescencia destruye todas las gotas. El vídeo se presenta al concurso Gallery of Fluid Motion del 65st Annual Meeting of the APS-DFD, Pablo Cabrera-Garcia, Roberto Zenit, “Droplets bouncing over a vibrating fluid layer,” arXiv:1210.3538, Subm. 12 Oct 2012. La teoría que explica el fenómeno se publicó en Y. Couder, E. Fort, C.-H. Gautier, A. Boudaoud, “From Bouncing to Floating: Noncoalescence of Drops on a Fluid Bath,” Phys. Rev. Lett. 94: 177801, 2005 [copia gratis].
¿Por qué las vibraciones logran retrasar la coalescencia? La teoría de la lubricación lo explica fácilmente. La capa de aire entre la superficie del líquido en vibración y la gota líquida actúa como un lubricante que evita la coalescencia (para ello se requiere que su número de Reynolds sea bajo y la teoría de la lubricación sea aplicable). La vibración del líquido hace que la gota pegue saltos y se renueve el aire que hay entre ambos. La frecuencia de vibración de la superficie debe estar en un intervalo adecuado para que el ritmo de reposición del aire permite evitar la coalescencia durante mucho tiempo. Se ha llegado a mantener una gota de 1 mm de agua durante 3 días (aunque la gota redujo su tamaño hasta la mitad, más o menos).
