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Sara RobiscoJuan Carlos GilHéctor SocasGastón Giribetsurfactante 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 gilJuan Carlos GilCoffee Break: Señal y Ruidoefecto MarangoniPhysical Review LettersPhysical Review FluidsUniversidad de ManchesterUniversidad de PrincetonInstituto de Física de la Universidad de RennesEcole Central de LyonPrincetonMarangoni
Surfactantes en la leche
Con
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Juan Carlos Gil explica cómo un estudio publicado en 2018 propuso una hipótesis sobre el comportamiento no local de un surfactante añadido a la leche.
…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…
Significado #3 · 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 #13laberinto canales pequeños lechetinta roja trazador visual 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…
Juan Carlos Gil comenta sobre un artículo titulado 'La interacción entre surfactantes exógenos y endógenos genera una propagación heterogénea en redes ramificadas complejas', destacando su publicación en Physical Review Letters y la participación de autores del vídeo viral de 2018.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8 · Palabras #17surfactantes exógenos endógenos propagaciónphysical review letters índice impactoautores vídeo viral 2018modelado problema universidad manchesterlaboratorio mecánica fluidos acústica lyon…Review Fluids, que es una revista de índice de impacto 2,5, porque eso lo ponía en el vídeo, básicamente, 2,5 en el JCR del 2024, y bueno, los autores sugerían una hipótesis, digamos, curiosa, atrevida, bastante simpática, que en aquel artículo no exploraba. Y es aquí donde viene el artículo del que voy a hablar, titulado La interacción entre surfactantes exógenos y endógenos genera una propagación heterogénea en redes ramificadas complejas, que parece que nos pagan por hacer, bueno, títulos complicados de entender a la primera. Esto sí, se publica en Physical Review Letters, índice de impacto 8,1, aquí algo mejorado y salió el 23 de enero y está escrito por los mismos autores del vídeo viral del año 2018, pero se han sumado dos nuevos autores del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Manchester que entiendo habrán tenido mucho que ver en el modelado del problema, que es la parte 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…
Juan Carlos Gil explica un fenómeno físico observable fácilmente en casa, como las lágrimas del vino o la dispersión de pimienta en un plato con agua.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #15 · Palabras #6lágrimas del vino efecto marangonidispersión pimienta plato agua jabónsurfactante reduce tensión superficial agua…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.…
Juan Carlos Gil explica cómo un estudio publicado en 2018 propuso una hipótesis sobre el comportamiento no local de un surfactante añadido a la leche.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3 · Palabras #1surfactante 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 gil…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…
Juan Carlos Gil comenta sobre un experimento que resulta más comprensible al ver el vídeo asociado, explicando cómo se conecta todo de repente y cómo se modelará matemáticamente.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #13experimento vídeo campo tensiones superficialesmodelado matemático surfactante tensión superficialinteracción surfactante mayor tensión superficial…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 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 #4 · Palabras #4tinta 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 #9aproximación 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 #18tinta 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 continúa explicando cómo los surfactantes en la leche permiten al jabón percibir la topología completa del laberinto.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #2tinta roja sobre blanco de la lechedoble serendipia autores artículo científicoexperimento con leche doble serendipiasurfactantes en la lechecompetición surfactantes hipótesis 2018lípidos proteínas leche jabón laberinto…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…
Juan Carlos Gil explica cómo los pulmones humanos tienen una estructura fractal similar a un laberinto y menciona la importancia de los surfactantes en las vías pulmonares para evitar el colapso al exhalar.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5 · Palabras #5surfactantes endógenos alveoloscolapso alveolar al exhalarvías pulmonares distales bronquiolos terminalesestructura fractal pulmones humanossurfactantes exógenos fármacos pulmonareslaberinto pulmones humanosensayos preliminares modelo linealizadoaplicación romántica terapias pulmonares…han estado bien espabilados, o sea, ¡chapo para ellos! porque no tenían ni idea y a posteriori han encontrado una aplicación que es bien chula. Y es que resulta que los pulmones tienen una estructura tipo fractal que recuerda a un laberinto y resulta que las vías pulmonares distales, que son las partes más pequeñitas de nuestros pulmones, las más profundas donde se produce el intercambio de gases, los bronquiolos terminales y los alveolos tienen surfactantes endógenos ¿Para qué? Para evitar colapsar al exhalar. Cuando nos deshinchamos los globitos que tenemos por alveolos, si no hubiese nada que ellos se quedaría pegado y no estaríamos aquí hablando en Coffee Break. Así que tiene esos surfactantes endógenos, forman parte del sistema. Y resulta que, tercero, resulta que a menudo se utilizan Surfactantes exógenos añadidos, ¿para qué? Para transportar fármacos hacia esas vías distales. Así que tenemos los tres componentes: surfactantes endógenos, exógenos y un laberinto para establecer un paralelismo que hacen ellos. Sugieren, por tanto, que su trabajo podría aportar información en el diseño de terapias para dolencias pulmonares. Y bueno, para afianzar un poquito esta posible aplicación romántica, hacen ensayos preliminares; dicen, sobre un laberinto con 10.000 ramas, que según ellos es una cifra congruente con la de los pulmones humanos. Que han utilizado, dicen, imágenes de pulmones reales. Y bueno, resolver ahí el modelo completo es tremendamente complicado y caro, y por eso les viene bien el modelo lineal. Dicen que si el modelo linealizado funcionase, bueno, pues cosa que no revelan, se huele un paper. Futuro, pues dicen que tal cosa se podría afrontar con el modelo lineal. Y esto es todo lo que os quería contar; me ha llamado muchísimo la atención. Es un hallazgo de serendipia, simpático, antiintuitivo, relacionado con laberintos que además tiene una…