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Físicos experimentais que cultivam pingentes de gelo na Universidade de Toronto estão mais perto de entender por que alguns se formam com ondulações para cima e para baixo na parte externa, enquanto outros se formam com superfícies lisas, lisas e uniformes.
Conforme descrito em um estudo publicado na Revisão Física Ecultivando pingentes de gelo a partir de amostras de água com diferentes contaminantes, como cloreto de sódio (sal), dextrose (açúcar) e corante fluorescente, os pesquisadores descobriram que as impurezas da água ficam presas nos pingentes à medida que se formam e, subsequentemente, criam padrões chevron que contribuem para um efeito cascata em torno suas circunferências.
“Teorias anteriores sustentavam que as ondulações são o resultado de efeitos de tensão superficial na fina película de água que flui sobre o gelo à medida que se forma”, diz Stephen Morris, professor emérito do Departamento de Física da Faculdade de Artes e Ciências da da Universidade de Toronto e co-autor do estudo que descreve o fenômeno. “Agora vemos que a formação de ondulações não depende da tensão superficial. Nem mesmo depende apenas de características externas ao gelo, mas está conectada a padrões de impurezas dentro do gelo.”
“A forma externa e os padrões internos são diferentes aspectos do mesmo – até agora inexplicado – problema.”
As descobertas se baseiam em uma descoberta anterior de Morris e sua equipe de pesquisa, que descobriu que a presença de sal na água era responsável pelas formas irregulares e onduladas dos pingentes de gelo cultivados em laboratório. Os novos resultados mostram que não é o tipo de impureza que leva às ondulações, mas apenas o fato de haver algo estranho na água.
“Testamos várias espécies de impurezas, e os fenômenos permanecem inalterados, desde que suas concentrações sejam semelhantes”, diz John Ladan, estudante de doutorado que trabalha com Morris e principal autor do estudo. “Isso é consistente com a ideia de que apenas processos físicos, em oposição aos químicos, estão envolvidos”.
Embora a motivação para desvendar o segredo por trás das ondulações seja pura curiosidade sobre os padrões naturais, o estudo do crescimento do gelo tem aplicações sérias, incluindo o acúmulo de gelo em aviões, navios e linhas de energia. No entanto, por exemplo, os resultados mostram que os modelos de engenharia existentes de acúmulo de gelo em linhas de energia não respondem por todo o problema. Os pesquisadores observam que as descobertas não resolvem o mecanismo das ondulações, mas apenas acrescentam novos aspectos aos fenômenos a serem explicados.
“Temos uma apreciação mais profunda da complexidade das formações naturais de gelo”, diz Morris.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Toronto. Original escrito por Sean Bettam. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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