Coalescencia (física)

Fusión de gotitas, burbujas o partículas

Representación de la coalescencia de dos gotas, burbujas o partículas para formar una sola entidad.

La coalescencia es el proceso por el cual dos o más gotitas, burbujas o partículas se fusionan durante el contacto para formar una única gotita, burbuja o partícula hija. La coalescencia se manifiesta desde una escala microscópica en meteorología hasta una escala macroscópica en astrofísica . Por ejemplo, se observa en la formación de gotas de lluvia , así como en la formación de planetas y estrellas .

En meteorología, su papel es crucial en la formación de la lluvia . A medida que las corrientes ascendentes y descendentes transportan las gotas en una nube, chocan y se fusionan para formar gotas más grandes. Cuando las gotas se vuelven demasiado grandes para mantenerse en las corrientes de aire, comienzan a caer en forma de lluvia. Además de este proceso, la nube puede sembrarse con hielo de altitudes mayores, ya sea a través de las cimas de las nubes que alcanzan los −40 °C (−40 °F), o a través de la siembra de la nube con hielo de los cirros .

La ecografía con contraste en medicina aplica burbujas microscópicas para la obtención de imágenes y la terapia . La coalescencia de microburbujas de agentes de contraste de ecografía se estudia para prevenir embolias ^[1] o para bloquear vasos tumorales. ^[2] La coalescencia de microburbujas se ha estudiado con la ayuda de la fotografía de alta velocidad . ^[3]

En la física de las nubes, el principal mecanismo de colisión es la diferente velocidad terminal entre las gotitas. La velocidad terminal es una función del tamaño de la gotita. Los otros factores que determinan la tasa de colisión son la concentración de gotitas y la turbulencia . ^[4]

Véase también

Referencias

^ Postema M, Marmottant P, Lancée CT, Hilgenfeldt S, de Jong N (2004). "Coalescencia de microburbujas inducida por ultrasonido". Ultrasonido en medicina y biología . 30 (10): 1337–1344. doi :10.1016/j.ultrasmedbio.2004.08.008. PMID 15582233.
^ Kotopoulis S, Postema M (2010). "Formación de microespuma en un capilar". Ultrasonidos . 50 (2): 260–268. doi :10.1016/j.ultras.2009.09.028. PMID 19875143.
^ Poortinga AT, Postema M, Carlson CS, Anderton N, Yamasaku M, Otake N, Kudo N (2023). "Agrietamiento sónico de microburbujas encapsuladas en carbonato de calcio observado a amplitudes acústicas moderadas". Current Directions in Biomedical Engineering . 9 (1): 37–40. doi : 10.1515/cdbme-2023-1010 .
^ Benmoshe N, Pinsky M, Pokrovsky A, Khain, A (2012). "Efectos turbulentos en la microfísica y la iniciación de la lluvia cálida en nubes convectivas profundas: simulaciones 2-D mediante un modelo de nubes de microfísica espectral de fase mixta". Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 117 (D06): D06220. Bibcode :2012JGRD..117.6220B. doi : 10.1029/2011JD016603 .

Enlaces externos

Sociedad Meteorológica Estadounidense, Glosario de Meteorología: Coalescencia
Glosario de campos petrolíferos de Schlumberger Archivado el 31 de mayo de 2012 en Wayback Machine.
El proceso Bergeron
La coalescencia de las burbujas: un estudio numérico - Archivado el 1 de abril de 2011 en Wayback Machine

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[1] Postema M, Marmottant P, Lancée CT, Hilgenfeldt S, de Jong N (2004). "Coalescencia de microburbujas inducida por ultrasonido". Ultrasonido en medicina y biología . 30 (10): 1337–1344. doi :10.1016/j.ultrasmedbio.2004.08.008. PMID 15582233.

[2] Kotopoulis S, Postema M (2010). "Formación de microespuma en un capilar". Ultrasonidos . 50 (2): 260–268. doi :10.1016/j.ultras.2009.09.028. PMID 19875143.

[3] Poortinga AT, Postema M, Carlson CS, Anderton N, Yamasaku M, Otake N, Kudo N (2023). "Agrietamiento sónico de microburbujas encapsuladas en carbonato de calcio observado a amplitudes acústicas moderadas". Current Directions in Biomedical Engineering . 9 (1): 37–40. doi : 10.1515/cdbme-2023-1010 .

[4] Benmoshe N, Pinsky M, Pokrovsky A, Khain, A (2012). "Efectos turbulentos en la microfísica y la iniciación de la lluvia cálida en nubes convectivas profundas: simulaciones 2-D mediante un modelo de nubes de microfísica espectral de fase mixta". Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 117 (D06): D06220. Bibcode :2012JGRD..117.6220B. doi : 10.1029/2011JD016603 .