Efecto Leidenfrost: ¿qué es y por qué hace levitar el agua?

Si alguna vez te preguntaste por qué las gotas de agua parecen flotar cuando tiras este líquido sobre una sartén caliente, hay un fenómeno que lo explica: el efecto Leidenfrost, cuyo nombre es en honor al científico que lo explicó por primera vez.

Si bien es un fenómeno conocido desde hace casi tres siglos, un grupo de científicos descubrió cómo inducirlo a menor temperatura. Así, el logro traerá beneficios para distintos ámbitos de la industria, entre los que está la nuclear.

¿Cuándo se produce el efecto Leidenfrost?

El efecto Leindesfrost ocurre cuando un líquido entra en contacto con una superficie sólida, pero bajo ciertas condiciones. La superficie debe estar a una temperatura mayor que la del punto de ebullición del líquido, es decir, del punto en que ese líquido se evapora.

Esto lo podemos observar cuando, sobre una sartén muy caliente, tiramos algunas gotas de agua. Las gotas, que parecen bailar sobre la superficie, en realidad se desplazan a gran velocidad producto de la siguiente secuencia:

1. La evaporación de la base de las gotas, es decir, la parte que entra en contacto directo con la sartén.
2. La creación de un "colchón" de vapor que las mantiene flotando.

Si bien van a evaporarse unos minutos después, durante cierto tiempo permanecen en ese estado de "danza" que vemos. El físico alemán Johann Leidenfrost fue quien lo explicó por primera vez a mediados del siglo XVIII, y desde entonces la comunidad científica continuó investigando el curioso efecto.

¿Cuál fue el nuevo descubrimiento científico a partir del efecto Leidenfrost?

El logro, que nunca antes se había conseguido, estuvo en manos de un equipo del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de Virginia (Estados Unidos), conocida como Virginia Tech.

En términos generales, el efecto Leidenfrost ocurre cuando la superficie sólida alcanza temperaturas superiores a los 230°C. Como el punto de ebullición del agua es a los 100°C, el fenómeno se produce a temperaturas bastante altas.

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Sin embargo, el equipo científico de Virginia Tech descubrió la forma de inducir el efecto a una temperatura de 130°C, es decir, cien grados menos que la base conocida. Para conseguirlo, tuvieron que desarrollar superficies cubiertas con micropilares, que tienen apenas 0.08 milímetros de altura: el mismo grosor del cabello humano.

Estos micropilares están separados por una distancia prácticamente imperceptible, y sobre ellos se dispone el agua. Así, cuando llegan a una temperatura de 130°C, transfieren el calor mucho más rápido a las gotas de agua, haciendo que el efecto Leindesfrost dure sólo algunos segundos.

¿Cuáles son las ventajas del descubrimiento para la industria?

Como el calor hacia las gotas de agua se transfiere mucho más rápido que a las condiciones "naturales" del fenómeno, se evaporan con igual rapidez. Así, la innovación podría asistir principalmente en dos aspectos:

• En acelerar los procesos de transferencia de calor.
• En la limpieza, en algunas industrias puntuales.

Por ejemplo, el descubrimiento podría aplicarse en la refrigeración de máquinas industriales y en las torres de enfriamiento nuclear, previniendo accidentes como las explosiones de vapor. Y en el caso de la limpieza, los micropilares pueden remover pequeños residuos que hayan quedado en las superficies, estirando la vida útil de la maquinaria.

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