Bolhas de ar e películas líquidas são de grande importância em áreas tão diversas como as indústrias mineira, transformadora e alimentar e a segurança de materiais, tendo ainda aplicações potenciais em micro e nanotecnologias
Em 2009, Miguel Teixeira, professor do Departamento de Meteorologia da Universidade de Reading, no Reino Unido, e Paulo Teixeira publicaram no Journal of Colloid and Interface Science um artigo sobre a forma de uma bolha sobre uma superfície sólida. Steve Arscott, investigador do Centre Nationale de Recherches Scientifiques no Instituto de Eletrónica, Microeletrónica e Nanotecnologia da Universidade de Lille, em França, que também desenvolvia trabalho experimental nesta área sugeriu aos investigadores portugueses que estudassem o problema de uma bolha sobre uma superfície líquida. Mais tarde, Simon Cox, professor e presidente do Departamento de Matemática da Universidade de Aberystwyth, no Reino Unido, que já colaborava com Paulo Teixeira, entrou no projeto quando se fez sentir a necessidade de um tratamento computacional mais sofisticado.
Os investigadores Miguel Teixeira, Steve Arscott, Simon Cox e Paulo Teixeira desenvolveram um método de determinação da forma de bolhas de diferentes tamanhos, suficientemente simples para ser utilizado, por exemplo, por grupos experimentais sem grande investimento de tempo e esforço.
“Concluímos que as bolhas pequenas ‘penetram’ no fluido e as grandes estão essencialmente ‘pousadas’ sobre ele. Validámos o método comparando os seus resultados com os de cálculos numéricos (essencialmente exatos) e dados experimentais”, conta Paulo Teixeira, professor do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa e investigador do Centro de Física Teórica e Computacional da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.
“What is the shape of an air bubble on a liquid surface?” da autoria daqueles investigadores foi publicado online pela revista Langmuir a 25 de novembro de 2015 e no papel a 29 de dezembro de 2015. Este trabalho dá a conhecer a primeira investigação sistemática da relação entre o volume de uma bolha sobrenadante e a sua forma.
Segundo os autores, as espumas líquidas, constituídas por bolhas de gás delimitadas por películas líquidas, têm múltiplas aplicações, que vão das bebidas gaseificadas ao combate a incêndios e a processos de separação industriais, sendo ainda utilizadas no estudo de defeitos em cristais.
“Em muitas aplicações das espumas (por exemplo, combate a incêndios) é crucial que a espuma conserve a sua integridade na superfície entre o líquido em chamas e o ar, de modo a privar a combustão de oxigénio. Por sua vez, as forças entre bolhas, que as mantêm juntas, dependem da forma e dimensões destas. Entre outras áreas de aplicação contam-se as indústrias alimentar e extrativa, bem como qualquer outro domínio em que surjam bolhas e espumas”, explica Paulo Teixeira.
Os próximos planos desta equipa ainda não estão definidos, no entanto devem passar por estudar a forma de uma bolha sobre uma superfície de um líquido diferente daquele que constitui a bolha, ou então a dinâmica de formação da bolha sobre a superfície.
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