Las uniones en T en tuberías están por doquier (en nuestros cuerpos, en nuestras casas, en las industrias, …). Se publica en PNAS un hecho inesperado y sorprendente: las uniones en T atrapan partículas que se acumulan en el cruce y afectan a la distribución del flujo. Este fenómeno puede influir en la salud humana y puede provocar problemas en entornos industriales. Pero también tiene sus ventajas y permite diseñar nuevos sistemas para la separación de partículas. El artículo técnico es Daniele Vigolo, Stefan Radl, and Howard A. Stone, «Unexpected trapping of particles at a T junction,» PNAS, Early Edition, 19 Mar 2014 [DOI].
El nuevo fenómeno se ha observado en simulaciones por ordenador tridimensionales de uniones en forma de T para número de Reynolds Re>200 al introducir partículas de densidad baja. El mecanismo induce la acumulación de partículas, que pueden formar cadenas estables, o dar lugar al crecimiento de burbujas por coalescencia.
Este inesperado fenómeno también ha sido observado de forma experimental.
Por supuesto, los autores presentan una descripción teórica del mecanismo de captura de partículas de baja densidad tanto en flujo constante como en flujo pulsado. La interacción entre las partículas de baja densidad y las burbujas que se producen en el flujo provoca la aparición de dos vórtices que rotan en sentidos opuestos; las partículas y las burbujas se acumulan en suspensión entre ambos vórtices. Este proceso parece estable y puede durar periodos muy largos de tiempo.
El nuevo fenómeno puede tener múltiples aplicaciones en campos tan diversos como la fisiología (embolias gaseosas) y la industria (fabricación de pinturas y polímeros). Como siempre, lo que es un inconveniente para algunos es una ventaja para otros. El fenómeno también se puede aprovechar para desarrollar nuevos mecanismos de separación de partículas utilizando uniones en T.
La verdad, la física de fluidos nunca dejará de sorprenderme. Ya sabéis que es una de mis pasiones.
«No es novedad» diria mi plomero, jejeje. En zonas de agua dura, las uniones en T suelen traen un tabique o cuña divisora interna, para disminuir la turbulencia y armonizar la distribucion del flujo, disminuyendo asi la acumulacion de particulas y sarro.
trabajo en refrigeración y al desmontar circuitos he notado ese fenómeno, pues en las uniónes t he observado que tienen más sedimentación que otras zonas, incluso que zonas donde el flujo es restringido; se me ocurre aplicar un circuito a doble t a modo que forme un cuadrado con una tubería de entrada y salida, antes de válvulas de expansión, quizá ayude a protegerlas de la sedimentación de ceras. Qué opinas?
Efectivamente.
Es una de esas cosas que los ignorantes no solo sabemos sino que hace generaciones que aprovechamos o solucionamos.
Y que los sabios, un poco alejados del mundo real de todos los dias…, ¡Ay, estos sabios despistados…! descubren de pronto con gran revuelo.
Vamos que es el decubrimiento de la polvora.
Ahora bien, el explicar el porque pasa y como funciona, para saber aprovechar el efecto y diseñar mejor, si es importante, eso si.
El corpus matematico que lo explica siempre es fundamental.
Pero la verdad es que hay premios ignobel que podrian haberse ahorrado mucho esfuerzo con mirar alrededor suyo… salvo que el objetivo sea vivir de las becas…, no , en este pais no, claro esta.
Permitanme un ejemplo:
Hace un tiempo, un equipo cientifico demostro porque se enredan los cables, cuerdas o cabos. Y propusieron una froma de «enrollar» los filamentos para evitar esos problemas.
Bueno, hace como 35 años yo empece a practicar el senderimos y la escalada y lo primero que me enseñaron fue a enrollar una cuerda para que no se enrede y se despliegue con facilidad, es una tecnica que ya invetaron alla por el siglo XIX, pero esos cientificos no lo sabian.
Desde entonce a mi nunca se me ha enredado cuerda o cable alguno. Y supongo que mucha gente conoce la tecnica.
Bueno, la explicacion matematica estaba bien conocerla, pero eso, que era una cuestion teorica un tanto de perogrullo practico.
Lo de los tubos en ‘T’ tambien lo sabemos todos, pero esta bien tener la explicaicon matematica del asunto que justifica el porque hay uniones con formas distintas y truquillos para evitar esa turbulencias y evitar la sedimentacion y atrancos tan molestos.
J.Diaz.
Parece que pocos han entendido este fenómeno. Para los listos que todo esto ya lo sabían:
No tiene nada que ver con la acumulación de particulas en las caras de la tubería en la unión en T, sino con las partículas que se mantienen oscilando en el SENO del fluido sin abandonar la posición durante largo tiempo, pero no en contacto con las superficies. El efecto sobre la superficie interna de la tubería en T se debe a la indicencia perpendicular del fluido. Esta noticia no tiene absolutamente nada que ver con eso.
Lo puto crack
Lo que pasa es que simplemente, eso tampoco es novedad. Al menos para mi. Si no lo hubiese tomado como algo de comun conocimiento (como que un globo de helio asciende en el aire) lo publicaba en mi diario local y me llevaba los laureles.
Saludos
Si es novedad, también para tí, porque es un efecto que no es posible que hayas apreciado por tí mismo. Si lo has hecho, explica por favor cual es exactamente la consequencia de este fenómeno que has podido apreciar.
David: lo que pude ver no es nada mas ni nada menos que lo mostrado en los videos de arriba. Siempre lo atribui a una consecuencia de la turbulencia en la distribucion del flujo. En algunos ingenios azucareros, existen uniones en T con escotilla vidriada, donde continuamente puede apreciarse el fenomeno a simple vista y de manera continua (principalmente la formacion de torbellinos de burbujas estable y que no toca las paredes). No me parece nada del otro mundo ni novedad el fenomeno en sí mismo.
Y como ya dije, de haberlo sabido, publicaba un articulo en mi diario local.
Saludos
La demostracion matematica con datos empiricos de un hecho conocido no es menos importante o interesante por poder parecer nacido del perogruyo.
El demotrar porque se producen turbulencias y en que consisten, explicando como se ocmportan las particulas, depurando el conocimiento, es siempre valioso.
Pero hijo, que quieres, los «listos» con dos carreras y 140 a veces no entendemos la «poesia» de una demostracion fisico teorica de algo que nos suena conocido.
Tal vez sea porque no hemos entrado a leer el estudio al completo y solo una reseña de eso que llaman periodismo de divulgacion.
O tal vez sea que los que no son tan «listos» no saben transmitir la importancia de tales demostraciones empiricas.
¿Que tal si en vez de subirte por la paredes nos esmplicas TU clarito para gente «lista» los que tu ves de revolucionario y especial en lo que a los «listos» nos parece un tanto sabido, sin resdtar en absoluto la importanica teorica del experimento?
¿Ein?
¿No?
ya.
En todo caso, cierto es que la fisica de fluidos siempre da sorpresas y las utilidades teoricas y practicas de estos estudios siempre se escapan al comun de los mortales «listos», sobre todo si somos ingenieros y no fisicos.
J.Diaz.
P.D.: ¿Era necesario que te pusieran tan encabronado por un simple comentario, acertao o equivocado?
En fin, la culpa es mia por no ser capaz de transmitir mis elucubraciones a personas mas letradas que yo.
Curiosa la postdata de si era necesario ponerse tan encabronado XD
Con lo fácil que habría sido no tomárselo como algo personal y decir que era cierto que no había entendido el tema, o simplemente guardar silencio.
Ay vaaa! Cuánta testosterona. Ay Francis creo que en tu blog se ha formado también una unión en T . Felicidades por las burbujas, aquí hay poco más jajaja… . Me encanta tu blog, incluso con burbujas. Me fascina también la naturaleza y pierdo el aliento ante la capacidad de ciertas mentes humanas por desentrañarla. Muchas gracias por tu generosidad. Una magnifica entrada. ¡ Felicidades!
Amigos: no estoy enojado y tampoco tome como agresivo el comentario de David, simplemente son puntos de vista y no veo nada malo en ello.
Mañana puede aparecer un matematico que para su tesis de doctorado demuestre matematicamente el patron de caida de las semillas-helicoptero del Fresno de China, y tampoco sera una novedad el fenomeno para todos lo que tuvieron la suerte de ver la manera inteligente en que la naturaleza permite que se reproduzca este arbol. Seria un aporte mas a la ciencia, que permite hacer simulaciones y predicciones seguras.
Saludos a todos.
Jejeje, me olvide de agregar:
En caso que algún día se demuestre lo antes mencionado, esperemos que el título de post no sea:
«Sorpresa, las semillas del fresno de china caen girando como hélices de helicóptero»
Jejjeejje.
El otro día me reía con un post de yorokobu titulado «si Newton hubiera escrito en un blog» donde se exageraban los comentarios en post científicos por parte de cierta gente. ¿Se exageraban? viendo los comentarios a esta noticia me da que no, que incluso se quedaban cortos 😀
Jejejeje
muy bueno lo de Newton
Saludos
Gracias Francis. Te sigo en los podcast de La Rosa de los Vientos.
Muy bueno lo del post de Newton….
Dos noticias por el precio de dos:
-1- Sorpresa, los físicos también tienen su vena irónica/humorística.
-2- Sorpresa, un exceso de testosterona afecta (entre otras cosas) a la capacidad de análisis interpretativo. ¡Literalmente!
Referencia: http://es.wikipedia.org/wiki/Iron%C3%ADa
Addendum: ¡Mª del Mar se ha ganado un Quark Top! (color a elección) 😀
Pues me encantaría saber a que se deben (más allá de lo obvio) algunas perforaciones en las paredes de tes y codos de 90 de bajo radio. Probablemente sean causadas por cavitación, y dependerá de la velocidad de paso, fluido, formas, etc. Me tienen intrigado
Por otro lado, determinadas deposiciones en las paredes estarán directamente asociadas con este fenómeno…. ahora que demostrarlo
Malditos/fantásticos fluidos