sábado, 2 de enero de 2010

Hallazgo Inesperado Sobre la Turbulencia y el Transporte de Calor


30 de Diciembre de 2009. Foto: Max Planck Institute for Dynamics and Self-OrganizationEl intercambio de calor puede no ser tan eficaz como se pensaba. Y esto se refiere al manto de la Tierra, a la atmósfera, a las capas exteriores del Sol, e incluso también a un reactor químico con el que se han hecho los experimentos que han llevado a esta conclusión.


Debido a que los fluidos calientes se elevan e inducen el movimiento, la convección turbulenta en entornos físicos extremos puede ser hasta cien mil millones de veces más fuerte que la existente en una típica olla de cocina. Los fluidos calientes se mezclan turbulentamente con los que están tibios. A medida que aumenta la diferencia de temperatura entre el lado frío y el caliente, el transporte de calor aumenta de forma exponencial.

Sin embargo, cuando la turbulencia es muy fuerte, el crecimiento exponencial disminuye de manera notable. Unos físicos del Instituto Max Planck para la Dinámica y la Autoorganización en Gotinga, Alemania, la Universidad de California en Santa Bárbara, EE.UU., y el Centro Nacional de la Investigación Científica en Nancy, Francia, han hecho este descubrimiento.

La teoría hasta ahora aceptada del transporte turbulento convectivo de calor, que data de 1962, indica que el crecimiento exponencial debe aumentar. A la luz del reciente descubrimiento, la teoría necesita ser revisada, al menos en algunos de sus postulados.
En algunos aspectos, el dispositivo experimental de Eberhard Bodenschatz y sus colegas es similar a una olla de presión gigantesca, aún cuando el director del Instituto Max Planck para la Dinámica y la Autoorganización lo llama el "submarino de Gotinga", debido a su forma.

En el "submarino" herméticamente sellado, un recipiente de dos metros de alto por uno de diámetro es calentado desde abajo y enfriado por arriba. En el medio, se mezcla un gas presurizado por convección turbulenta, cuando el agua asciende desde la placa caliente y desciende desde la fría. La diferencia principal es que la convección en el "submarino de Gotinga" es un millón de veces más intensa que en una olla de presión normal.

Valiéndose de esta máquina, los científicos esperan averiguar más cosas sobre la turbulencia en el manto de la Tierra, en la atmósfera y en las capas exteriores del Sol, donde la convección es de una intensidad todavía mayor, unas 100.000 veces más que la reinante dentro del "submarino de Gotinga".

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