Un nuevo modelo físico analiza los mecanismos microscópicos que provocan atascos de tráfico o fenómenos naturales como las dunas

Estudios realizados en la UGR formulan un nuevo modelo físico que aborda estos fenómenos desde la óptica microscópica, y no desde un punto vista fenomenológico como hasta ahora

La investigación será aplicada ahora al estudio del transporte de sedimentos en aguas poco profundas

Resultados de la investigación han sido publicados por revistas científicas como Physical Review y Granular Matter

Algunos fenómenos naturales tan frecuentes como los flujos atmosféricos, las franjas que se forman en las nubes o las dunas del desierto, y otros derivados de la mano del hombre como los atascos de vehículos, no tienen, por raro que parezca, una explicación sólida desde el punto de vista de la Física Teórica, si bien las causas que los provocan son las mismas. De su búsqueda se encarga la Mecánica Estadística, una disciplina que trata de conectar las leyes que relacionan el mundo microscópico (que típicamente trabaja a escala de átomos) con el macroscópico (el mundo que podemos ver y tocar).
Éste es el ámbito en el que se enmarca la tesis doctoral “Inestabilidades, nucleación y comportamiento crítico en fluidos con arrastre lejos del equilibrio: teoría y simulación” de Manuel Díez Minguito, nuevo doctor del departamento de Electromagnetismo y Física de la Materia de la Universidad de Granada, quien ha propuesto un nuevo modelo computacional para fluidos con arrastre de partículas fuera del equilibrio que permite entender aspectos esenciales de la formación de patrones (agregación heterogénea de partículas) como los arriba señalados.
El trabajo de Díez Minguito ha sido dirigido por los profesores Joaquín Marro Borau y Pedro L. Garrido Galera, y ha dado lugar a un nuevo modelo que ayudaría a entender estos fenómenos naturales desde un punto de vista microscópico. “Hasta ahora, la Ciencia ha dado una explicación a estos y otros fenómenos lejos del equilibrio (es decir, que intercambian materia y/o energía con su entorno) de una forma fenomenológica o heurística, pero en absoluto bien fundamentada desde un punto de vista microscópico”, apunta el investigador. La investigación propone un modelo más realista (comparado con otros modelos previamente propuestos), bautizado como “Driven Lennnard-Jones Fluid”, que aporta una visión microscópica unificada para este tipo de fenómenos tan aparentemente dispares.
La física del día a día
Esta línea de investigación permitiría dar respuesta a otros fenómenos, más cotidianos, que la física teórica no ha sabido explicar aún. ¿Qué factores influyen en la formación de atascos? ¿Cuáles son las propiedades mecánicas de la nieve que nos permitirían reducir accidentes por avalanchas? ¿Cuál es el mecanismo que hace que en un camión que transporta arena las partículas grandes permanezcan arriba y las pequeñas debajo, cuando intuitivamente debería ser al revés? El modelo teórico ideado por Díez Minguito servirá, una vez sea aplicado, para dar respuesta a este tipo de comportamientos.
Los resultados de su trabajo, perteneciente a un programa de doctorado europeo, han sido publicados en las prestigiosas revistas científicas Physical Review y Granular Matter y en la editorial Springer. Manuel Díez Minguito se ha incorporado recientemente al grupo de Puertos y Costas - Centro Andaluz de Medio Ambiente (CEAMA), dirigido por los profesores Miguel Ángel Losada y Elena Sánchez Badorrey.
El siguiente paso de su línea de trabajo será aplicar los resultados de su tesis doctoral a la investigación del transporte de sedimentos en modelos de aguas someras (de poca profundidad).