Un nuevo estudio ha revelado que aplicar una carga eléctrica a gotas de líquido puede reducir, e incluso eliminar por completo, las salpicaduras que se producen cuando estas gotas impactan contra una superficie sólida. Este hallazgo, liderado por el investigador Zuankai Wang de la Universidad Politécnica de Hong Kong, podría tener importantes aplicaciones prácticas en campos como la impresión por inyección de tinta, la aplicación de pesticidas o la recubrimiento de superficies industriales.
En la vida cotidiana y en la naturaleza, las gotas líquidas pueden adquirir carga eléctrica en diferentes circunstancias. Por ejemplo, en una tormenta eléctrica, las gotas de lluvia dentro de las nubes se cargan eléctricamente, contribuyendo al fenómeno de los rayos. En el laboratorio, incluso el acto simple de exprimir una gota desde una pipeta de plástico genera una carga pequeña en el líquido debido a la fricción con el material.
Para estudiar con precisión cómo esta carga eléctrica afecta el comportamiento del impacto de las gotas, el equipo de Wang utilizó cámaras de alta velocidad para observar cómo gotas de etanol impactaban sobre una lámina de vidrio. En el experimento, las gotas se liberaban desde una aguja conectada a una fuente de alto voltaje, mientras caían a través de un anillo de cobre conectado a tierra. El campo eléctrico creado entre la aguja y el anillo inducía una carga persistente en cada gota, que se mantenía al momento del impacto.
Cuando una gota golpea una superficie horizontal, se forma y se expande una fina película líquida, llamada lamela, que se extiende rápidamente sobre la superficie. Las fuerzas físicas que actúan sobre la lamela provocan, en muchos casos, que esta se eleve ligeramente y luego se rompa, lo que genera la típica salpicadura.
Sin embargo, los investigadores descubrieron que cuando las gotas tienen una mayor carga eléctrica, la lamela se adhiere más fuertemente a la superficie y se expande menos. Esta atracción adicional impide que la película líquida se levante lo suficiente como para romperse, por lo que la salpicadura resultante es mucho menor, o en algunos casos, desaparece completamente.
Este fenómeno depende no solo de la carga de la gota, sino también del tipo de superficie sobre la que impacta. El equipo repitió los experimentos usando láminas de distintos materiales y observó que la constante dieléctrica de la superficie influye de manera decisiva. En superficies altamente conductoras, como los metales, la carga eléctrica se disipa de inmediato al contacto, y por tanto, la salpicadura no se reduce.
Estos resultados abren un nuevo enfoque para el control de líquidos en aplicaciones tecnológicas. En el caso de la impresión por inyección de tinta, donde la precisión en el depósito de cada gota es crucial, controlar la salpicadura puede mejorar la resolución y limpieza del proceso. En la aplicación de pesticidas o fertilizantes líquidos, minimizar la dispersión por salpicaduras puede traducirse en menor desperdicio de producto y mayor eficiencia. También podrían verse beneficiadas industrias que aplican recubrimientos líquidos, donde se desea una aplicación uniforme y controlada.
El estudio de Wang y sus colaboradores no solo demuestra una forma novedosa de reducir las salpicaduras, sino que también invita a repensar cómo el control electrostático de líquidos puede integrarse en sistemas tecnológicos ya existentes. A medida que la ciencia avanza en la comprensión de los fenómenos que ocurren a microescala, se abren puertas a soluciones innovadoras que mejoran procesos cotidianos y avanzados por igual.
