Investigadores de Princeton (Nueva Jersey), han resuelto un enigma de 54 años sobre por qué ciertos fluidos se ralentizan extrañamente bajo presión a través de materiales porosos, como suelos y rocas sedimentarias.
Los fluidos en cuestión se denominan soluciones poliméricas. Estas soluciones, entre las que se encuentran las cremas cosméticas y la mucosidad de nuestra nariz, contienen polímeros disueltos, es decir, materiales formados por grandes moléculas con muchas subunidades repetitivas.
Los investigadores de Princeton idearon un innovador experimento en el que utilizaron un medio poroso transparente hecho de diminutas perlas de vidrio: una roca artificial transparente. Este medio lúcido permitió a los investigadores visualizar el movimiento de una solución polimérica.
"Con este estudio, por fin hemos conseguido ver exactamente lo que ocurre bajo tierra o dentro de otros medios opacos y porosos cuando se bombean soluciones de polímeros", añade Christopher Browne, estudiante de doctorado en el laboratorio de Datta y autor principal del artículo.
Funcionamiento
En esta roca falsa, Browne bombeó una solución polimérica común con micropartículas de látex fluorescentes para ayudar a ver el flujo de la solución alrededor de las cuentas.
Los investigadores formularon la solución polimérica de modo que el índice de refracción del material compensara la distorsión de la luz de las perlas e hiciera que todo el conjunto fuera transparente cuando se saturara.
El laboratorio de Datta ha utilizado esta técnica de forma innovadora para crear suelos transparentes con el fin de estudiar formas de contrarrestar las sequías agrícolas, entre otras investigaciones.
Utilidades del descubrimiento
"Los nuevos conocimientos que hemos generado podrían ayudar a los profesionales de diversos ámbitos a determinar cómo formular la solución polimérica adecuada y utilizar las presiones correctas necesarias para llevar a cabo la tarea en cuestión, apunta Datta. Estamos especialmente entusiasmados con la aplicación de los hallazgos en la recuperación de aguas subterráneas".
En general, los nuevos descubrimientos sobre los caudales de las soluciones poliméricas en medios porosos reunieron ideas de múltiples campos de la investigación científica, desentrañando en última instancia lo que había comenzado como un problema largo y complejo.
Este trabajo establece conexiones entre los estudios de la física de los polímeros, la turbulencia y la geociencia, siguiendo el flujo de los fluidos en las rocas del subsuelo, así como a través de los acuíferos.
