MADRID, 29 de octubre – Un innovador método creado en la Universidad de Warwick, ubicada en el Reino Unido, ha revolucionado la forma de entender el movimiento de nanopartículas de formas irregulares, un tipo de contaminante ambiental que causa preocupación. Según un estudio recientemente publicado en el 'Journal of Fluid Mechanics Rapids', esta investigación reinterpreta una fórmula de más de un siglo de antigüedad, ofreciendo una nueva perspectiva en el ámbito de la ciencia de los aerosoles.

En nuestro día a día, estamos expuestos a un sinfín de partículas microscópicas, que incluyen hollín, polvo, polen y microplásticos, así como nanopartículas sintéticas. Algunas de estas partículas son tan diminutas que pueden atravesar nuestros pulmones e infiltrarse en el sistema circulatorio, aumentando el riesgo de enfermedades cardiovasculares, accidentes cerebrovasculares y diversos tipos de cáncer.

La mayoría de las partículas en el aire presentan formas irregulares, pero los modelos matemáticos que se utilizan para predecir su comportamiento a menudo se simplifican al asumir que son esféricas, dado que así resulta más fácil resolver las ecuaciones. Esta aproximación dificulta en gran medida la evaluación y predicción del movimiento de partículas que son, en realidad, más peligrosas debido a su forma no esférica.

La investigación de la Universidad de Warwick ha logrado desarrollar el primer método efectivo para predecir cómo se mueven partículas de formas irregulares, rompiendo con el paradigma antiguo.

El profesor Duncan Lockerby, de la Escuela de Ingeniería en Warwick, explica que su objetivo principal era claro: “Si podemos anticipar correctamente el comportamiento de partículas de cualquier forma, vamos a poder mejorar notablemente los modelos de contaminación atmosférica, transmisión de enfermedades e incluso la química del aire.” Este nuevo enfoque se basa en un modelo clásico que, aunque simple, ha demostrado ser muy eficaz, lo que permite su aplicación en partículas complejas.

Este avance se basa en una revisión fundamental de un concepto clave en la ciencia de los aerosoles: el factor de corrección de Cunningham, que fue creado en 1910 para ayudar a predecir cómo la resistencia aerodinámica de partículas diminutas se desvía de las leyes tradicionales de los fluidos. A pesar de su refinamiento en los años 1920 por el premio Nobel Robert Millikan, este método moderno quedó limitado a partículas con forma perfectamente esférica, ignorando correcciones más generales.

El trabajo llevado a cabo por el profesor Lockerby reformula esta idea de una manera más general y elegante. A partir de este enfoque, introduce un "tensor de corrección", un recurso matemático que capta la variedad de fuerzas de resistencia que actúan sobre partículas de cualquier forma, desde esferas hasta discos, prescindiendo de parámetros empíricos adicionales.

En palabras del propio Lockerby, “este artículo busca recuperar el espíritu del trabajo original de Cunningham. Al generalizar su factor de corrección, ahora tenemos la capacidad de hacer predicciones precisas para casi cualquier forma de partícula, sin depender de simulaciones complejas o ajustes empíricos. Esto establece un marco fundamental para predecir cómo las partículas no esféricas se desplazan por el aire, lo cual es vital considerando que estas nanopartículas están íntimamente ligadas a la contaminación atmosférica y a riesgos de cáncer.”

Además, este nuevo modelo ofrece una base robusta para entender el movimiento de las partículas en el aire, abarcando áreas tan diversas como la calidad del aire, la modelización climática, la nanotecnología y la medicina. Podría facilitar a los investigadores la predicción de la propagación de contaminantes en entornos urbanos, el comportamiento de cenizas volcánicas o el humo de incendios forestales, así como el funcionamiento de nanopartículas en procesos de fabricación y distribución de fármacos.

Para maximizar el potencial de este descubrimiento, la Escuela de Ingeniería de Warwick ha realizado una inversión en un moderno sistema de generación de aerosoles. Esta nueva instalación permitirá a los investigadores generar y analizar con mayor precisión una variedad más amplia de partículas irregulares presentes en el mundo real, contribuyendo a validar y expandir este novedoso método.