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Sara RobiscoJuan Carlos GilHéctor SocasGastón Giribettinta solubilidad difusión experimentocampo tensión superficial surfactante gilconcentración campo análisis laberintogamma mayúscula campo tensión superficialmasa surfactante endógeno exógeno jabónsuperficie blanca roja experimento inicialgrafo modelan zonas grandes principio finalJuan Carlos GilMarangoniHéctor Socasefecto MarangoniPhysical Review FluidsPhysical Review LettersUniversidad de PrincetonInstituto de Física de la Universidad de RennesPrincetonYouTube
Leche tensión superficial experimento gil
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Juan Carlos Gil explica cómo en un artículo científico se denomina 'gamma mayúscula' al campo de tensión superficial, y describe el inicio de un experimento que involucra la estimación de la masa de surfactante endógeno y exógeno, como jabón y leche.
…ramificado; es un grafo que es equivalente al laberinto del experimento. Ponen un vértice del grafo en cada cuadradito de 3x3 milímetros si quieres que forman el laberinto y claro, las aristas del grafo son los distintos caminos y las distintas encrucijadas. Desprecian de forma justificada la solubilidad y la difusión de la tinta, con lo cual eso, hay un único campo de concentración de surfactante y por tanto un único campo de tensión superficial. He hecho campo de concentración, en serio. Me ha salido esa combinación de palabras. Iba a decir que nos trae malas memorias, pero no tan lejanas algunas en estos malos tiempos. Bueno, en el artículo a este campo de tensión superficial le llaman gamma mayúscula. El punto de partida es una estimación entre la masa de surfactante endógeno y exógeno, jabón y leche, que más fácil es decir, inicial en el experimento que está dado simplemente por la superficie que al principio es blanca y roja, con eso tienen la masa y a partir de ahí tiran y para hacer su grafo modelan estas zonas grandes del principio y el final con el truquito que os anticipaba. Un grafo con un brazo muy largo, que tiene más o menos la superficie de la zona amplia, pues tira para allá y a eso lo llamo salida. Y este modelo lo resuelven de forma numérica, hacen integración lagrangiana en el grafo, utilizan un método de resolución de…
Significado #5 · Palabras #1
Juan Carlos Gil describe un experimento inusual donde se utiliza leche en canales pequeños para simular un laberinto, añadiendo una gota de tinta roja como trazador visual.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #19laberinto canales pequeños lechetinta roja trazador visual gilleche como medio laberintogota tinta roja trazador visualfrente onda colorado avanzagiros de 90 grados laberintovideo youtube viral gil…un laberinto sin que aparentemente haya gradiente de nada. Es decir, no le ponen al final ningún cebo, ninguna zanahoria atada a un palo que pueda dar pistas, no hay ondas de ningún tipo y tampoco hay organismos vivos que puedan resolverlo por refuerzo. Se trataba de un laberinto hecho con unos pequeños canales, pequeños, conectando dos zonas algo más amplias que llenaban de leche y en el que a la entrada del laberinto se añadía una gotita de tinta roja como trazador visual, ¿vale? Para poder ver con el ojo y con una cámara por dónde va la cosa. Tocaban entonces la salida, esta zona más amplia que tiene la tinta, con un pincel que habían sumergido en una disolución jabonosa. Y entonces, como si de una mano invisible actuase, un frente de onda colorado avanzaba decidido por el camino óptimo del laberinto, haciendo incluso giros de 90 grados sin inmutarse y apenas asomándose en las desviaciones de las encrucijadas que no conducen a la salida. Y esto todavía mejor cuanto más cerca de la salida está. El vídeo está en YouTube, hizo su ronda viral cuando Salió en 2018 y lo vamos a poner en el material de este programa, en la web, porque tenéis que verlo; y además hablar de este paper. Sin ver el vídeo queda un poquito corto. La longitud total del camino óptimo es de 155 milímetros, el ancho de los canales es…
Juan Carlos Gil explica que la aparición de la tensión superficial se debe a una descomposición de fuerzas en la interfaz entre dos fluidos.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6 · Palabras #7proceso revisión artículo junio diciembreexperimento artículo anterior laberinto homogéneogota jabón entrada laberinto óptima salidaefecto marangoni interfaz fluidos tensión superficialfenómeno físico vinolágrimas del vino efecto marangonidispersión pimienta plato agua jabónsurfactante reduce tensión superficial aguatensión superficial descomposición fuerzasinterfaz entre dos fluidosdescomposición fuerzas juan carlos gilmoléculas agua puentes hidrógenotensión superficial minimizando contacto airegotas esféricas equilibrio gravedad bichitosaire moléculas nitrógeno oxígeno desapacibles…graciosa de este artículo, que es lo que os voy a contar. El resto de autores son de la Universidad de Princeton, el Instituto de Física de la Universidad de Rennes en Francia y el Laboratorio de Mecánica de Fluidos y Acústica de la Ecole Central de Lyon. El artículo, me ha llamado la atención, se recibió en junio de 2023 y se acepta en diciembre de 2024, que es un año y medio así que el proceso de revisión bueno pues parece haber sido interesante un año y medio es largo y bueno pues el artículo comenta empieza explicando el experimento del artículo anterior y como resulta lo intentaba vincular anteriormente como resulta anti intuitivo que una gota de jabón puesta en un sitio de la entrada en un laberinto aparentemente homogéneo lleno de leche sin más pues lo recono. de forma óptima hasta la salida. A ver, tenemos en primera instancia el efecto Marangoni, ¿vale? Un fenómeno físico que ocurre en la interfaz entre dos fluidos que genera un flujo neto de estos fluidos, un transporte desde las regiones de menor tensión superficial a las de mayor. Seguro que la conoce por el vino. Claro, las gotas del vino, como se llaman, las lágrimas del vino, ¿no? Es un fenómeno, por el alcohol y por el agua; es un fenómeno debido al efecto Merangoni. Y muchos habréis visto, o incluso lo habéis hecho en casa, sobre todo si tenéis niños, porque se hace en días segundos; es trivial, lo de poner un plato, mejor si es blanco, por lo de la leche: un plato con agua, salpicarlo de pimienta, que se quede todo así nevadito, y tocar el centro del plato con el dedo que lo habéis mojado o tocado el jabón, y entonces de forma instantánea, súper rápido, la pimienta se retira completamente, huye de vuestro dedo jabonoso hacia los bordes del plato, arrastrado por este efecto Marangoni súbito, producido por el surfactante, por el jabón que tenéis en el dedo y que reduce la tensión superficial del agua; y en los extremos el agua sin jabón tira de ello. La tensión superficial aparece en la interfaz entre dos fluidos por una descomposición de fuerzas. Cerca del aire, en un líquido cerca del aire, pues una molécula de agua ve a su alrededor, ve abajo y a sus lados, pues otras moléculas de agua como ellas, que son amiguitas suyas, con las que está súper a gusto, formando puentes de hidrógeno. Pero por arriba está el desapacible aire con sus aburridísimas moléculas apolares de nitrógeno y oxígeno. De esta forma el agua tiende a quedarse con sus amigas minimizando, esta es la gracia de la tensión superficial, la superficie de contacto con el agua, con el aire en este caso. Haciendo gotas esféricas, por eso las gotas son esféricas, y permitiendo que bichitos como los chinches de agua caminen por encima del agua, porque se equilibra su peso, la fuerza de la gravedad en este caso, con la tendencia del agua a no dejarse deformar. La superficie de agua se deforma hasta que su resistencia compensa el peso. Además de que las patas de estos bichitos, bueno, están recubiertas de cera hidrofóbica; porque si no se mojaría rápidamente y la patita penetraría.…
Juan Carlos Gil explica cómo visualizar el fenómeno de la tensión superficial utilizando una analogía con membranas elásticas y globos rotos.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8 · Palabras #13tensión superficial membrana elásticaefecto marangoni membranas unidasglobos rotos superficie resistencia formaanalogía juan carlos gil tensión…la rareza, estos bichitos se alimentan de carabelas portuguesas; las medusas, bueno, unas medusas súper venenosas, pues es su comida favorita. Así que viven colgando de la superficie del mar hacia abajo y comiendo medusas, en fin, hay gente pato. Bueno, En resumen, que esto de la tensión superficial se puede visualizar bastante; yo creo que se visualiza muy bien, pues como si fuese una membrana elástica, un globo roto en una superficie que se resiste a cambiar de forma y con esta analogía el efecto Marangoni se puede visualizar como dos membranas unidas con distinta tensión, un globo más fuerte que otro, de tal forma que si se las deja a su bola, pues la membrana más fuerte va a tirar de la más débil desplazando la interfaz entre los dos hacia la membrana. El efecto Marangoni explicado con globos. Otra cosa interesante para mí; acabo de mirar en internet el dragón azul, está buenísimo. Eso es, lo tenéis que ver. Parece mentira, parece que lo ha diseñado una IA. Pues no, era anterior. Los nudibranquios en general, Gastón, si no los conoces, son para…
Juan Carlos Gil continúa explicando cómo la leche disuelta crea un campo de tensión superficial que afecta al movimiento del jabón, y reflexiona sobre la complejidad de las hipótesis científicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #2surfactante leche hipótesis 2018comportamiento no local surfactanteinteracción surfactante existente lecheleche emulsión proteínas caseínalípidos surfactantes en lechemicelas disueltas en agualeche disuelta tensión superficialcampo global marangoni jabónhipótesis científicas juan carlos gilhipótesis científicas resuelven problemasmapa global laberinto tensión superficialcallejones sin salida laberintoresistencia presión campo tensiónfluido compresible hectorcampo de tensión superficial gilpropagación de ondas gasexperimento vídeo campo tensiones superficialesmodelado matemático surfactante tensión superficialinteracción surfactante mayor tensión superficial…no es uniforme. ¿Cómo demonios, cosa que ocurre en el plato con pimienta, que se expandía todo desde el centro de forma isotropa? ¿Cómo demonios sabe la tinta? ¿Cómo demonios sabe dónde está la salida del laberinto si todos los caminos tienen la misma leche? Esto es lo que resulta antiintuitivo y lo que da lugar a este estudio. Bueno, pues ya lo decía, en el artículo del 2018 los tíos se atrevían con una hipótesis y es que el comportamiento no local, que es no local, el tío recorre hasta la salida como si supiese con anterioridad dónde está. El comportamiento no local de este surfactante añadido, el jabón, depende, ojo, de su interacción con surfactantes que ya existen en la leche, que ya están. presentes porque la leche no es más que una emulsión de proteínas como la caseína o de lípidos en agua, ¿vale? Es una serie de micelas, bueno pues disueltas en agua y por eso alimenta porque tiene grasa y proteínas y por tanto estos lípidos son surfactantes y al estar la Leche en el laberinto ya disuelta, pues crea una suerte de campo global de tensión superficial, si queréis una especie de paisaje con resistencias variables al avance de Marangoni que guía al jabón. Pausa melodramática. Bueno, no se me ocurre; me llama mucho la atención cuando la gente lanza estas hipótesis, son muy listas. Pero eso, a ver, más que resolver el problema lo cambia de sitio, porque hemos pasado de cómo sabe el jabón dónde está la salida a cómo sabe la leche. ¿Dónde está la salida? Pero ahora tienes por lo menos, es una hipótesis; vamos a ver que lo resuelven y que lo demuestran. Ahora tienes un mapa global, ahora tienes ya un mapa que hace que un camino del laberinto no sea idéntico a otro. ¿Porque hay un campo de tensiones superficiales, vale? Los callejones sin salida del laberinto van a generar una especie de mayor resistencia con comillas. Claro, es lo que yo estaba pensando: que a lo mejor aquí hay algo de efecto de presión, de que donde hay cerca un final de trayecto, hay como más presión ahí, es más difícil mover eso. Cambia la palabra presión por campo de tensión superficial y vas en la dirección correcta. La versión ingenua de esto yo tenía, parecía la de Héctor: imaginemos que tenemos no agua ni leche, sino un fluido muy compresible, algo así. entonces es un poco eso, uno puede empujar para donde no hay topes. Voy a empujar más fácil, entonces yo voy empujando a mi alrededor. Tal cual, uno de los mecanismos que describía al principio era propagación de ondas; si tienes un gas y pones un sonido en un lado, pues vas a oír el sonido al final del laberinto, sí, pero es que aquí no parecía, no hay ondas de presión ni de ningún tipo, ¿vale? Qué bueno. De todas formas, es que esto, o sea, sorprende mucho más lo que estoy contando si antes se ve el vídeo, pero bueno, estamos en un poco. O sea, como que cablea todo de golpe; esa es un poco la idea. Claro, de alguna forma, ya la veremos cómo matemáticamente lo consiguen modelar y se explica; bueno, pues hay una omnipresencia de un campo de tensiones superficiales y la interacción entre este surfactante que tiene mayor tensión superficial que el otro, bueno, pues consigue viajar de forma muy eficaz a lo largo del camino. Veo la alegría de la camiseta que se va puesta. Me alegro que la hayas pillado; yo antes la he explicado para los que no tienen nuestra edad. Yo no estaba, pero la vi, la vi. Pero sí. Vale, ¿qué ocurre? Pues que han tenido mucha suerte, que en su experimento esto que os cuento se ha visto favorecido por estas grandes áreas que os comentaba que había al principio y al final del laberinto: una superficie de 20 por 20 milímetros, ¿os acordáis? Porque fue algo…
Juan Carlos Gil explica cómo un experimento con fluidos en un laberinto tuvo un resultado inesperado debido a una gran superficie.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #7 · Palabras #9superficie dominante en laberintomapa de tensiones fluidos gilexperimento fluidos superficie inesperada…acordáis? Porque fue algo completamente contingente, que diría Gastón, que han tenido suerte, porque en su estudio original, que no lo he dicho, tampoco era muy relevante, porque estaban estudiando las fuerzas de arrastre, las fuerzas de arrastre, fuerzas. resistivas sobre objetos sólidos que se desplazan en fluidos, bueno pues que les ayudó a descubrir este efecto por serendipia, ¿vale? Simplemente allí hay mucha superficie, una superficie dominante sobre el resto del laberinto y por tanto el mapa de tensiones superficiales va a tirar hacia allí, ¿vale? Con lo cual a esto se le podría engañar, como Se podría engañar a Teseo quizá, haciendo un pasillo ciego, sin salida, pero que fuese muy muy largo, ¿vale? Entonces el jabón posiblemente tendería hacia ahí y después de varios minutos se encontraría con la mala noticia de que le han engañado. Bueno, pues…
Juan Carlos Gil explica cómo en un artículo científico se denomina 'gamma mayúscula' al campo de tensión superficial, y describe el inicio de un experimento que involucra la estimación de la masa de surfactante endógeno y exógeno, como jabón y leche.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5 · Palabras #1tinta solubilidad difusión experimentocampo tensión superficial surfactante gilconcentración campo análisis laberintogamma mayúscula campo tensión superficialmasa surfactante endógeno exógeno jabónsuperficie blanca roja experimento inicialgrafo modelan zonas grandes principio final…ramificado; es un grafo que es equivalente al laberinto del experimento. Ponen un vértice del grafo en cada cuadradito de 3x3 milímetros si quieres que forman el laberinto y claro, las aristas del grafo son los distintos caminos y las distintas encrucijadas. Desprecian de forma justificada la solubilidad y la difusión de la tinta, con lo cual eso, hay un único campo de concentración de surfactante y por tanto un único campo de tensión superficial. He hecho campo de concentración, en serio. Me ha salido esa combinación de palabras. Iba a decir que nos trae malas memorias, pero no tan lejanas algunas en estos malos tiempos. Bueno, en el artículo a este campo de tensión superficial le llaman gamma mayúscula. El punto de partida es una estimación entre la masa de surfactante endógeno y exógeno, jabón y leche, que más fácil es decir, inicial en el experimento que está dado simplemente por la superficie que al principio es blanca y roja, con eso tienen la masa y a partir de ahí tiran y para hacer su grafo modelan estas zonas grandes del principio y el final con el truquito que os anticipaba. Un grafo con un brazo muy largo, que tiene más o menos la superficie de la zona amplia, pues tira para allá y a eso lo llamo salida. Y este modelo lo resuelven de forma numérica, hacen integración lagrangiana en el grafo, utilizan un método de resolución de…
Juan Carlos Gil y Gastón Giribet discuten sobre la justificación de una aproximación lineal en un artículo científico, relacionada con la diferencia de tensión superficial entre dos surfactantes.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #15aproximación lineal tensión superficialartículo científico autores princetonnotas artículo carlos gil…con detalles oscuros de la resolución, que no ha debido ser nada fácil y seguro que los dos nuevos autores matemáticos han tenido mucho que decir y para eso se ganan las lentejas y aparecen en un Physical Review de Letters y también, como veremos antes, Después con una justificación, bueno pues utilicen una aproximación lineal, que es válido cuando la diferencia de tensión superficial entre los dos surfactantes, pues es pequeña, como es el caso. ¿Te puedo hacer unas preguntas con Carlos? Absolutamente; otra cosa es que te la puedo responder. No, no, no, sobre los autores, decías que los autores son de Princeton, ¿cuáles son los nombres de los autores de Princeton? ¿Lo tenés ahí a mano? Bueno, vamos a ver si lo tengo el artículo porque yo me hago notas. Yo tengo el artículo por aquí. Autores de Princeton. Vamos a ver, departamentos. Sí, hay varios. Son el 2 y el 3. Fernando Temprano Coleto. ¿Qué divertido? Solo él, y solo él, que está asociado al Centro de Energía, Energy and Environment y Departamento de Mechanical and Aerospace Engineering. Tiene esas dos filiaciones. No preguntaba, porque tengo…
Juan Carlos Gil describe un fenómeno observado durante un experimento, donde la tinta roja retrocede al entrar en una rama lateral del laberinto debido a cambios en la concentración de jabón y el efecto manangoni inverso.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #6tinta roja rama lateral laberintoefecto manangoni inverso jabónconcentración jabón camino laberintoleche tensión superficial experimento gil…otro que es necesario para reproducir la dinámica del problema, cuyo valor Eigen Value es 2.52, que llaman modo de recesión y este da cuenta de un efecto también simpático que se observa y es que cuando avanza el frente colorado y se mete un poquito en una rama lateral del laberinto, no en la que lleva a la solución, bueno, pues pasado un tiempo se retrae, dice, ah no, no, que por aquí no es y la tinta roja se ve como se retrae y eso ocurre porque según avanza la tinta roja por su camino adecuado, pues la concentración de jabón disminuye en este punto que ha dejado atrás y entonces se produce una suerte de efecto manangoni inverso porque la leche que estaba en ese camino no recorrido pues sigue empujando con su tensión superficial ¿Vale? Está bueno esto de que puedan discriminar la tarea de cada modo, o sea uno. A mí me ha dejado sorprendido, no lo cuentan nada, yo aquí... A ver, los datos suplementarios es gigante y reconozco que no me lo he leído entero, ¿vale? O sea, a lo mejor ahí se lo…
Juan Carlos Gil comenta sobre un artículo científico, señalando que los experimentos realizados son extensos y muestran la robustez del modelo propuesto, aunque a veces parecen superficiales.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #10experimentos extensos modelo propuestomaterial suplementario experimentos trazadoresavance colorado flujo laminarcambios tensión superficial laberinto agua pimientatinta roja sobre blanco de la lechedoble serendipia autores artículo científicoexperimento con leche doble serendipiasurfactantes en la lechecompetición surfactantes hipótesis 2018lípidos proteínas leche jabón laberinto…Que no dicen por qué, pero a mí me da la sensación que debe ser por el menisco que se tiene que formar en las paredes físicas y que es un efecto tridimensional que un modelo en 2D no va a capturar, ¿no? O sea, el artículo está súper chulo en términos de Modelado y no te digo ya nada: el laberinto, pero ojo, o les han restringido mucho la extensión o se quedan ahí algunas veces un poquito superficiales. Bueno, decía, el material suplementario es extensísimo; hacen un montón de otros experimentos, otros vídeos, otros trazadores, otros surfactantes y en general ven que su modelo funciona fenomenal, sobre todo que es muy robusto siempre y cuando el avance colorado no abandone el flujo laminar, que los cambios de tensión superficial sean moderados con lo cual este modelo no valdría para el caso del laberinto de agua con pimienta; que en cuanto tocas hace ras porque se produce flujo turbulento. En este sentido los autores, o sea, doble serendipia, tuvieron suerte de utilizar leche. ¿Por qué usaban leche? Porque se ve fenomenal la tinta roja sobre el blanco de la leche. Es otra suerte añadida. Se puede decir que tuvieron leche; es otra serendipia añadida al hecho de poner zonas grandes al principio y al final, ¿os acordáis? O sea que ha sido una especie de doble serendipia. Pero bueno, que su hipótesis del 2018 con la competencia entre los dos surfactantes, bueno, explican y justifican y está confirmada. De tal forma eso, que a través de los lípidos y las proteínas de la leche, el jabón percibe de alguna forma la topología completa del laberinto, ¿vale? Pues suena un poquito todavía magia, incluso después de haber Visto todo el artículo, con lo cual un problema que debía ser un problema de difusión local neto, pues pasa a ser un problema, una situación no local. Los autores llegan a justificar que esta no localidad se ve en el modelo matemático porque utiliza un…