CIENCIA › MARTA ROSEN, INVESTIGADORA EN MECANICA DE FLUIDOS

El viscoso fluir de la ciencia

El estudio de los fluidos, su comportamiento y sus múltiples aplicaciones apoyan el desarrollo de la industria y el conocimiento.

Diariamente y sin siquiera notarlo, uno interactúa con fluidos distintos del agua y el aceite, fluidos que mojan y que no, fluidos viscosos y poco viscosos, pequeños y dulces fluidos de la niñez, fluidos vitales, fluidos generosos que fluyen apaciblemente, fluidos que manchan la ropa, la piel y la conciencia, fluidos borrascosos que lo arrastran todo y no dejan nada a su paso. Y también fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. Y la física de los fluidos fluye en la Facultad de Ingeniería (que fluye a su vez en la Universidad de Buenos Aires), y en el Laboratorio de Medios Porosos de la Facultad de Ciencias Exactas, que dirige Marta Rosen (doctora en física, investigadora principal del Conicet y profesora emérita de la Facultad de Ingeniería).

–Bueno, usted dirige un laboratorio.

–Sí, hace más de 20 años. El laboratorio de medios porosos, que se llama así por la actividad original que hacía. Ahora no es más eso.

–¿Y qué se hace ahí?

–Es un laboratorio de física experimental. Se llama “medios porosos” porque cuando empecé a trabajar eran temas vinculados a la extracción de petróleo, que está en la tierra y la tierra es porosa. Estudiábamos algunos métodos experimentalmente para recuperar petróleo. Hacíamos modelos de rocas porosas, inyectábamos un fluido, simulábamos el petróleo, lo empujábamos. En esa época trabajábamos con un convenio con YPF. Durante muchos años se trabajó en convenio con empresas.

–Pero no sólo con empresas.

–No, porque de la interacción fueron apareciendo un montón de fenómenos nuevos que abrieron otros campos. La gente que estaba conmigo, entonces, fue tomando caminos independientes y nuevas líneas de trabajo. Por ejemplo, uno empezó a observar cómo el fluido moja la pared del poro y eso abrió todo un camino... y así. En el laboratorio, que ya tiene casi 30 personas, hay investigadores formados que hacen, por ejemplo, mojado de superficie, que cumple otros campos de aplicación.

–Bueno, ésa es la ventaja de la universidad.

–Sí, que se abren muchísimas otras líneas con aplicación a otros campos. El último tiempo yo estuve trabajando con un tema de recubrimientos, aprendiendo cómo es la interacción entre un fluido y una superficie. Hay un sistema de recuperación de petróleo mediante polímeros, y de ahí se abrió una línea de trabajo, la de inestabilidad hidrodinámica, con fluidos no newtonianos, de viscosidad variable.

–¿Por ejemplo?

–La pasta dentífrica, pero en este caso usamos otros, usamos polímeros. Son fluidos que cuando se los somete a fuerzas de corte, se los aprieta y se los estira en distintas direcciones, se comportan de manera distinta. O fíjese las pinturas, por ejemplo: la pintura líquida sobre la pared. En el momento en que se pone, se hace un esfuerzo de corte sobre la pintura, pero la pintura no se cae al piso aunque sea líquida. ¿Por qué no se cayó? Porque ese esfuerzo le cambió la viscosidad. No son como el agua.

–Antes que nada, ¿qué es la viscosidad?

–Es la respuesta del fluido cuando se lo somete a un esfuerzo tangencial, de costado. El agua, por ejemplo, es de viscosidad constante, newtoniana.

–Y es poco viscosa el agua.

–Ese es otro tema, si es poco o mucho. No tiene que ver. El aceite es más viscoso que el agua y también es newtoniano.

–¿Y la pasta dentífrica?

–Es viscosa y no newtoniana. La pasta está semidura dentro del tubo, cuando se aprieta se le aplica una fuerza de corte, entonces baja su viscosidad violentamente.

–¿Y por qué baja la viscosidad?

–Por su estructura molecular. Son cadenas largas en general, que se enroscan entre ellas y no se mueven tan fácilmente en cualquier dirección. Hay moléculas que se acomodan al movimiento, otras que no, otras que se resisten, otras que tienen un tiempo de respuesta más lento.

–Que se comporten de manera distinta ante una fuerza tangencial, ¿significa que se mueven en distintas direcciones?

–Por ejemplo. Pero también de manera distinta quiere decir que presentan cambios en su viscosidad. Ejemplos hay miles: las pinturas, los esmaltes de uñas, la sangre. Hay pocos fluidos newtonianos.

–Qué hubiera dicho Newton...

–Nada, probablemente. Los de uso industrial en general son no newtonianos.

–¿Y a las empresas les sirven sus investigaciones?

–Sí, muchos estudios fueron financiados por YPF...

–Por la entonces YPF.

–Sí.

–Bueno, su tema de trabajo actual está relacionado con los fluidos que cambian su viscosidad.

–Actualmente estudio un fenómeno que se llama “Faraday” y que consiste en poner un líquido sobre un oscilador y hacerlo oscilar cambiándole la frecuencia y la aceleración.

–¿Y qué pasa?

–Se observa que la estructura se autoorganiza. Primero aparecen figuras geométricas muy lindas: cuadrados, hexágonos. Si el líquido es no newtoniano, hay más estructuras aún. Si se lo excita más, se pasa de la etapa de las lindas formas y aparecen picos sobre la superficie, y si se lo sigue excitando, los picos comienzan a escupir gotitas para arriba. Entonces, lo que estamos estudiando es cómo se controla el tamaño y la frecuencia de emisión de gotitas y qué propiedades tiene la etapa intermedia, donde se forman esos piquitos.

–¿Y usted cómo encara el trabajo? ¿Tiene una hipótesis previa o simplemente se fija qué pasa?

–Primero me planteo qué fenómeno quiero estudiar. Por ejemplo, yo ya conocía la experiencia de Faraday, conocía lo que pasaba, pero sabía que no se habían hecho casi trabajos con fluidos no newtonianos y, como nosotros los manejamos bastante bien, se me ocurrió ver qué pasaba con ellos.

–Entonces usted tiene el antecedente de Faraday y se propone llevar esa experiencia a otro terreno, y ahí se pone simplemente a observar y a recolectar datos.

–Y después a esos datos les busco una explicación y trato de encontrarles campos de aplicación. Busco asociarme con otra gente (por ejemplo, en Faraday estuve asociada con gente del Uruguay). Además, una vez que uno se mete en el tema, el tema se amplía a otros campos. Por ejemplo, en el laboratorio hay un chico que termina ingeniería informática detectando los picos, porque el análisis de picos requiere un especialista en análisis de señal.

–¿Y esto se hace con alguna empresa?

–No, pero ya hay conversaciones. En algunos tipos de motores, en el spray previo para el encendido del motor se utiliza este método.

–¿Qué otras cosas se hacen en el laboratorio?

–Trabajamos mucho con laboratorios franceses. Tenemos una alumna que instaló en el laboratorio una línea de investigación sobre flujos granulares, otra colega estudia cómo se distribuye un fluido sobre una superficie, recubrimiento en cilindros, hay un colega que inició una línea de flujo en fracturas, que tiene que ver mucho con recuperación del petróleo, pero también con aguas subterráneas. Además se estudian diversas técnicas, por ejemplo, patentamos la introducción de un trazador radiactivo adentro de la molécula de un polímero para detectar por dónde se movía.

–Ustedes estudian todo lo que fluye.

–Siempre que sea no newtoniano... sí.

–Entonces el campo principal de investigación actúa como un fluido no newtoniano que se dispara para todos lados, generando muchísimos campos adicionales.

Producción: Nicolás Olszevicki.

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“La ventaja de la universidad es que siempre se abren múltiples líneas de investigación.”
 
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