Lo que creías imposible: científicos logran levitar el agua usando un método revolucionario

El efecto Leidenfrost es un fenómeno físico que se produce cuando un líquido entra en contacto con una superficie sólida a una temperatura considerablemente mayor que el punto de ebullición líquido. 

En estas condiciones, se genera una capa de vapor que actúa como aislante, reduciendo la velocidad de evaporación.

En este contexto, un logro sin precedentes ha sido alcanzado por un equipo liderado por Jiangtao Cheng, profesor asociado de Ingeniería Mecánica en Virginia Tech.

Los científicos han logrado inducir el fenómeno a temperaturas considerablemente más bajas, alrededor de los 130 grados, gracias a la creación de superficies recubiertas con micropilares.

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Levitación acústica a baja temperatura: un avance revolucionario en la transferencia de calor

En un reciente estudio publicado en Nature, investigadores afiliados al Departamento de Ingeniería Mecánica de Virginia Tech han introducido un enfoque para la generación de levitación acuática a temperaturas notablemente inferiores a las usualmente requeridas para observar el efecto Leidenfrost, que suelen manifestarse a partir de los 230 centígrados. 

Según los investigadores, este hallazgo tiene un potencial transformador en el proceso de transferencia de calor, especialmente en aplicaciones como el enfriamiento de máquinas industriales y la eliminación de incrustaciones superficiales en intercambiadores de calor. 

El agua desafía el calor gracias a microestructuras

En el laboratorio de Física de Fluidos, los científicos del Virginia Tech han encontrado una manera de reducir el punto de partida del efecto Leidenfrost a través de la creación de una superficie cubierta de micropilares.

Estas estructuras microscópicas, con una altura de apenas 0,08 milímetros, se organizan en un patrón regular con una separación de 0,12 milímetros, según se detalla en un comunicado de prensa.

Los micropilares en forma de aletas pueden hacer que el agua se caliente más rápido que en una superficie plana, lo que permite que las gotas pequeñas leviten y salten incluso a temperaturas más bajas.

"Pensamos que los micropilares cambiarían los comportamientos de este fenómeno bien conocido, pero nuestros resultados desafiaron incluso nuestra propia imaginación", subrayó Cheng.

En esta línea, agregó: "Las interacciones observadas entre burbujas y gotas son un gran descubrimiento para la transferencia de calor en ebullición".

¿Por qué es tan importante este descubrimiento?

El efecto Leidenfrost es como un superpoder que tiene el agua cuando se encuentra con una superficie muy caliente. En lugar de evaporarse inmediatamente, forma una especie de capa de vapor que le otorga protección.

Esto hace que el agua pueda eliminar el calor más eficientemente, como si estuviera enfriando la superficie sin tocarla realmente.

Entonces, si aplicamos esto a la refrigeración de máquinas, significa que, si tenemos una superficie caliente y le damos una textura especial, podemos hacer que el agua se comporte de esta manera especial, eliminando el calor más rápido y reduciendo así el riesgo de que la máquina se dañe por sobrecalentamiento.

"Nuestra investigación puede prevenir desastres como explosiones de vapor, que representan amenazas significativas para los equipos industriales de transferencia de calor", concluyó Huang.