Val stationarCercetători de la Univ. din Madrid (UC3M) şi San Diego (UCSD) au creat în laborator un val staţionar, cu o creastă care nu se deplasează nici către înainte, dar nici înapoi. Vorbim despre un experiment ştiinţific capabil de a crea un val "îngheţat în timp".

 

 

 

 

Val stationar

„Un val reprezintă o deformare a suprafeţei unui lichid care se mişcă cu o viteză care este independentă de cea a lichidului", explică cercetătorii. De exemplu: în valurile care se formează atunci când o piatră este aruncată într-un lac, apa rămâne pe loc în timp ce valurile se deplasează din centru cu viteze diferite. „În cazul nostru, ceea ce se produce este de fapt invers: apa se mişcă foarte rapid (cu câţiva metri pe secundă) iar valurile au viteza zero. În acest fel, valurile rămân „îngheţate" în timp pentru orice observator care le observă din afara apei", explică Javier Rodríguez, unul dintre autorii raportului de cercetare, din cadrul Fluids and Thermal Engineering Department al UC3M (Carlos III University of Madrid).


Visul fiecărui surfer


În acest experiment, care este descris într-un articol publicat în revista Experiments în Fluids, oamenii de ştiinţă au utilizat tehnici de procesare digitală şi metode de vizualizare care utilizează un laser pentru a restaura o formă de undă în trei dimensiuni în scopul de a o compara cu valurile reale, similare cu cele care sunt parcurse de către surferi. „Cel mai remarcabil aspect este acela de a putea observa un val care rămâne staţionar, într-o asemenea măsură, încât noi ne putem pune degetele sub creasta sa atâta timp cât dorim şi nu ne vom uda, pentru că acest val nu se sparge niciodată", descrie Javier Rodríguez.


Clipul are subtitrare în limba engleză


Pentru a recrea acest fenomen, oamenii de ştiinţă au construit un mic canal într-un laborator al University of Madrid. Prototipul este relativ simplu, spun ei: el constă dintr-un panou semi-imersat cu un colţ pătrat, care obstrucţionează parţial curgerea într-un rezervor de apă care este aproximativ de lungimea unei furgonete. „Aceasta este modalitatea cea mai simplă şi mai ieftină pentru a produce diferite înălţimi într-un curent de apă aflat într-o mişcare foarte rapidă", afirmă profesorul Rodríguez.

În partea teoretică a studiului, oamenii de ştiinţă ai UC3M au colaborat cu colegii lor din cadrul UC San Diego (SUA) şi din cadrul University of East Anglia (Marea Britanie) şi au utilizat tehnici de simulare pe calculator şi analize asimptotice pentru a realiza o descriere aproximativă a procesului de formare a acestui val. „Această descriere este suficient de precisă pentru a ne permite să înţelegem comportamentul său, profitând de faptul că valul este foarte zvelt. În acest fel, pe măsură ce ne îndepărtăm de punctul său de plecare, dimensiunea sa începe încet să crească", afirmă Pablo Martínez-Legazpi, un cercetător din cadrul UC San Diego. „Continuând analiza pe tema acestui subiect", adaugă el, „ne-am dat seama că acest proces de formare este reprezentativ şi comun pentru alte valuri care sunt de mare interes în domeniile ingineriei civile şi navale, cum ar fi valurile care lovesc în porturi, poduri sau pe platformele de foraj marin în condiţii de mare agitată".

Datorită acestui experiment, în cadrul aplicaţiilor structurale şi de mediu, este posibil să se genereze un val care nu ar fi niciodată static în natură şi care poate fi adus într-o stare staţionară doar în laborator, pentru un interval de timp care este necesar pentru studiul său în detaliu. Înţelegerea modului în care se formează aceste valuri poate fi extrem de utilă atunci când se estimează intensitatea curenţilor care apar atunci când valurile se ciocnesc de structurile marine (porturi, platformele de foraj petrolier, nave, etc.), şi aceasta ar putea ajuta la anticiparea daunelor pe care ele le-ar putea cauza. De fapt, această cercetare a fost propusă şi finanţată parţial de către US Navy, datorită implicaţiilor sale în ceea ce priveşte îmbunătăţirea hidrodinamicii navale.

Din punct de vedere oceanografic acesta este, de asemenea, un instrument foarte util, deoarece permite punerea în aplicare a unui număr mare de tehnici de cercetare care ar fi foarte dificil de aplicat unui val în mişcare. În plus, metoda are aplicaţii de mediu directe: permite obţinerea unui răspuns mai bun la întrebările privind ceea ce se întâmplă la suprafaţa mării atunci când valurile se sparg şi care, la rândul său, îi poate ajuta pe oamenii de ştiinţă să înţeleagă cum are loc schimbul de dioxid de carbon dintre ocean şi atmosferă. „Şi deşi nu are nimic de-a face cu ştiinţa, ne gândim, de asemenea, că această cercetare poate fi de interes atunci când vine vorba de crearea de fântâni decorative sau plimbări prin parcurile acvatice", afirma Javier Rodríguez. „Dacă, în afara faptului că este interesantă, deoarece ne poate ajuta să înţelegem oceanul, puteţi, de asemenea, să vă distraţi cu ea, atunci de ce să nu o facem?", concluzionează el.



Traducere de George Cristian Podariu după scientific-frozen, cu acordul Phys.org.

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.