El sorprendente efecto de las gotas de lluvia al caer al agua: así se ve a cámara lenta

Un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha llevado a cabo un innovador estudio que analiza el comportamiento de las gotas de agua al impactar en superficies acuáticas. Utilizando tecnología de vídeo de alta velocidad, los investigadores han capturado la evolución de las salpicaduras, tanto sobre como bajo el agua, en milisegundos.

Este trabajo podría proporcionar una comprensión más profunda de cómo las gotas de lluvia y sistemas de riego influyen en la dispersión de partículas en cuerpos de agua. Los resultados de esta investigación han sido publicados en el Journal of Fluid Mechanics.

Las gotas de lluvia pueden alcanzar velocidades de hasta 40 kilómetros por hora al caer. Cuando impactan en charcos o estanques, generan salpicaduras en forma de corona que pueden expulsar partículas superficiales al aire. Este fenómeno es crucial para entender cómo elementos como el polen o pesticidas pueden ser aerosolizados desde superficies acuáticas.

El equipo del MIT realizó experimentos lanzando gotas de agua de diferentes tamaños y alturas sobre una piscina. Mediante imágenes de alta velocidad, observaron cómo la superficie del agua se deformaba al ser impactada. En cada experimento, se detectó un patrón común: la gota formaba un "cráter" al hundirse, mientras que una pared de líquido se elevaba para crear una corona. Antes de alcanzar su altura máxima, pequeñas gotas secundarias eran expulsadas de esta corona.

Innovación en la captura de imágenes

Este estudio representa la primera vez que se utiliza tecnología de imagen de alta velocidad para modelar la dinámica completa de una salpicadura en una piscina profunda. Los datos obtenidos han permitido a los científicos desarrollar un modelo matemático que predice cómo se transforman las gotas al impactar en el agua. Este modelo servirá de base para investigar cómo las gotas pueden arrastrar y lanzar partículas desde la superficie acuática.

La profesora Lydia Bourouiba, autora principal del estudio y miembro del Instituto de Ingeniería y Ciencia Médica (IMES) del MIT, destaca la importancia de este trabajo: "Los impactos de las gotas sobre las capas de líquido son omnipresentes. Estos impactos pueden generar numerosas gotas secundarias que podrían transportar patógenos, partículas o microbios presentes en cuerpos de agua contaminados".

Este avance en la comprensión de la dinámica de las gotas y sus salpicaduras podría tener aplicaciones significativas en la predicción de la dispersión de partículas en ambientes acuáticos, con implicaciones para la agricultura, la meteorología y la salud pública.