Filtración de fluidos a través de materiales porosos.
En la percolación del café, los compuestos solubles abandonan los posos del café y se unen al agua para formar café . Los compuestos insolubles (y granulados) permanecen dentro del filtro de café .Percolación en celosía cuadrada.
En física , química y ciencia de materiales , la percolación (del latín percolare 'filtrar, filtrar') se refiere al movimiento y filtrado de fluidos a través de materiales porosos. Está descrito por la ley de Darcy . Desde entonces, se han desarrollado aplicaciones más amplias que cubren la conectividad de muchos sistemas modelados como redes o gráficos, análogas a la conectividad de los componentes de la red en el problema de filtración que modula la capacidad de percolación.
Fondo
Durante las últimas décadas, la teoría de la percolación , el estudio matemático de la percolación , ha aportado nuevos conocimientos y técnicas a una amplia gama de temas en física, ciencia de materiales, redes complejas , epidemiología y otros campos. Por ejemplo, en geología , la percolación se refiere a la filtración del agua a través del suelo y rocas permeables. El agua fluye para recargar el agua subterránea en el nivel freático y los acuíferos . En lugares donde se planean cuencas de infiltración o campos de drenaje séptico para eliminar cantidades sustanciales de agua, se necesita una prueba de filtración de antemano para determinar si es probable que la estructura prevista tenga éxito o fracase. En una red cuadrada bidimensional, la percolación se define de la siguiente manera. Un sitio está "ocupado" con probabilidad p o "vacío" (en cuyo caso se eliminan sus bordes) con probabilidad 1 – p; el problema correspondiente se llama percolación del sitio, ver Fig. 2.
Debido a la complejidad que implica obtener resultados exactos a partir de modelos analíticos de percolación, normalmente se utilizan simulaciones por computadora. El algoritmo de percolación más rápido actual fue publicado en 2000 por Mark Newman y Robert Ziff. [1]
Ejemplos
Percolación del café (ver Fig. 1), donde el solvente es el agua, la sustancia permeable son los posos del café y los constituyentes solubles son los compuestos químicos que le dan al café su color, sabor y aroma.
Movimiento de material erosionado hacia abajo en una pendiente bajo la superficie terrestre.
Agrietamiento de árboles con la presencia de dos condiciones, luz solar y presión.
Colapso y robustez de las envolturas de virus biológicos ante la eliminación aleatoria de subunidades (fragmentación de virus verificada experimentalmente). [2] [3] [4]
La percolación dental aumenta la tasa de caries debajo de las coronas debido a un entorno propicio para los estreptococos mutantes y los lactobacilos.
Los sitios potenciales para sistemas sépticos se prueban mediante la " prueba perc ". Ejemplo/teoría: Se cava un hoyo (generalmente de 6 a 10 pulgadas de diámetro) en la superficie del suelo (generalmente de 12 a 24 pulgadas de profundidad). Se llena el hoyo con agua y se mide el tiempo para una caída de una pulgada en la superficie del agua. Si la superficie del agua desciende rápidamente, como suele verse en arenas mal graduadas, entonces es un lugar potencialmente bueno para un " campo de lixiviación " séptico. Si la conductividad hidráulica del sitio es baja (normalmente en zonas arcillosas y arcillosas suelos), entonces el sitio es indeseable.
^ Newman, marca ; Ziff, Robert (2000). "Algoritmo eficiente de Monte Carlo y resultados de alta precisión para percolación". Cartas de revisión física . 85 (19): 4104–4107. arXiv : cond-mat/0005264 . Código Bib : 2000PhRvL..85.4104N. CiteSeerX 10.1.1.310.4632 . doi : 10.1103/PhysRevLett.85.4104. PMID 11056635. S2CID 747665.
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Rodrigues, Eduardo; Propiedades notables de los peones en un tablero hexagonal Archivado el 9 de diciembre de 2021 en Wayback Machine.
