Oleg A. Logvinov e Isabel M. Irurzun investigadores del Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas (CSC-CONICET), estudian un fenómeno conocido como inestabilidad de Saffman-Taylor, que aparece cuando un fluido desplaza a otro dentro de un medio confinado y puede generar estructuras con forma de dedos o ramificaciones en la interfaz entre ambos. Este fenómeno, conocido como fingering, es relevante para comprender distintos procesos en dinámica de fluidos y transporte en medios porosos.
En este trabajo, los investigadores proponen un nuevo mecanismo de estabilización de la interfaz, basado en las tensiones viscosas normales que se generan en ella. A diferencia del mecanismo clásico, asociado a la tensión superficial, esta propuesta resulta especialmente relevante para el estudio de fluidos parcialmente miscibles, en los que la tensión superficial puede ser muy pequeña o incluso despreciable.
Mediante técnicas de mapeo conforme y un análisis perturbativo, el equipo obtuvo una nueva ecuación que describe la dinámica del sistema y analizó cómo este mecanismo modifica la forma de los dedos. Los resultados muestran que, en una primera aproximación, la perturbación se mantiene regular en la interfaz y produce principalmente un alargamiento de la punta del dedo.
Sin embargo, el nuevo mecanismo también introduce una característica matemática particular: al aumentar el orden de la ecuación diferencial que gobierna el problema, la perturbación se vuelve singular. Esto indica que la selección estricta de un único ancho para los dedos no puede explicarse a partir de este primer orden de aproximación y probablemente dependa de efectos extremadamente pequeños que aparecen más allá de todos los órdenes de la expansión perturbativa.
La propuesta abre así una nueva línea de investigación sobre los mecanismos que determinan la formación y selección de patrones en interfaces, con potencial aplicación a sistemas en los que la tensión superficial no constituye un mecanismo de estabilización significativo.
En un sentido más amplio, la propuesta introduce un concepto general extensible a otros fenómenos físicos similares: la estabilidad de la interfaz está determinada por los esfuerzos normales.
