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30 diciembre 2014 2 30 /12 /diciembre /2014 21:18

Ostwald ripening in multiple-bubble nuclei

 

Burbujas de champán para aumentar la eficiencia de las centrales eléctricas

24 diciembre 2014

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Investigadores japoneses han conseguido observar, a través de millones de simulaciones efectuadas por ordenador, cómo las burbujas del vino espumoso realizan el proceso de nucleación. / RIKECuando se descorcha una botella de champán, de inmediato se forman burbujas, en un proceso donde las más pequeñas van engrosando en otras mayores. Este fenómeno se conoce como ‘maduración de Ostwald’, y también se produce en la generación de espuma y aleaciones metálicas.

Ahora, investigadores japoneses han conseguido observar, a través de millones de simulaciones efectuadas por ordenador, cómo las burbujas del vino espumoso realizan el proceso de fusión o nucleación.

Para realizar las simulaciones el equipo nipón ha utilizado el supercomputador K, capaz de realizar millones de cálculos simultáneos

Hasta ahora la tasa de nucleación de las gotas en condensación se ajustaba a una teoría clásica denominada LSW (por sus tres descubridores: Lifshift, Slyozov y Wagner), que explica bien la formación de sistemas líquidos o sólidos con la maduración de Ostwald como los cristales de hielo, pero no se había podido probar en estados donde aparece el gas.

“Aunque no lo esperábamos, hemos confirmado que  el comportamiento de las burbujas también se puede describir con la teoría LSW”, explica a Sinc Hiroshi Watanabe, investigador asociado de la Universidad de Tokio y coautor del trabajo, que publica el Journal of Chemical Physics.

“De momento, nuestra investigación es ciencia básica y no tiene aplicaciones inmediatas, pero comprender el comportamiento de las burbujas es muy importante en ingeniería, y si lo conocemos en profundidad nos puede ayudar a fabricar centrales eléctricas más eficientes”.

Esto es porque la mayoría de las centrales eléctricas se basan en las calderas para convertir agua líquida en gaseosa. En la fase de transición, en la que el agua se convierte en vapor y se forman las burbujas, no se conocían los mecanismos que intervienen en ese proceso.

 

 

La tecnología más avanzada

Se ha podido observar la evolución de 700 millones de partículas utilizando 4.000 procesadores a la vez

Para realizar las simulaciones el equipo nipón ha utilizado el supercomputador K del  Instituto Avanzado Riken para las Ciencias de la Computación, en Kobe (Japón). Actualmente es la máquina más potente del país, capaz de hacer millones de cálculos simultáneos.

"Antes era muy complicado investigar los núcleos de las burbujas a nivel molecular debido a la falta de potencia de cálculo", afirma Watanabe. "Ahora, tenemos ordenadores con sistemas capaces de alcanzar un rendimiento de más de mil billones de operaciones por segundo y que permiten enormes simulaciones."

Con la potente máquina se ha podido observar la evolución de 700 millones de partículas, siguiendo sus movimientos colectivos con 4.000 procesadores del equipo K a la vez.

El próximo paso de los investigadores es efectuar simulaciones moleculares en procesos de ebullición. Según Watanabe, gracias a los resultados de estos ensayos “se podrán fabricar generadores eléctricos más eficientes”.

Referencia bibliográfica:

Hiroshi Watanabe, Masaru Suzuki, Hajime Inaoka and Nobuyasu Ito, "Ostwald ripening in multiple-bubble nuclei". Journal of Chemical Physics (2014)

 

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Burbujas-de-champan-para-aumentar-la-eficiencia-de-las-centrales-electricas

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  • : Ecología y sostenibilidad socioambiental, énfasis en conservación de ríos y ecosistemas, denuncia de impacto de megaproyectos. Todo esto es indesligable de la política y por ello esta también se observa. Ecology, social and environmental sustainability, emphasis on conservation of rivers and ecosystems, denounces impact of megaprojects. All this is inseparable from politics, for it, the politics is also evaluated.
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  • Biólogo desde hace más de treinta años, desde la época en que aún los biólogos no eran empleados de los abogados ambientalistas. Actualmente preocupado …alarmado en realidad, por el LESIVO TRATADO DE(DES)INTEGRACIÓN ENERGÉTICA CON BRASIL
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