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27 Marzo 2026 - 14:30
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Torino e dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) ha individuato un nuovo comportamento nel processo di sedimentazione delle particelle
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Torino e dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) ha individuato un nuovo comportamento nel processo di sedimentazione delle particelle in un fluido. Lo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, si basa su simulazioni numeriche dirette ad alta risoluzione, utilizzate per analizzare il comportamento collettivo di sistemi composti da un elevato numero di particelle solide immerse in condizioni controllate.
La sedimentazione, ovvero il processo con cui particelle come sabbia o micro-particelle si depositano sotto l’effetto della gravità, è un fenomeno rilevante sia in ambito naturale sia industriale. Le simulazioni hanno evidenziato che il processo non avviene in modo uniforme, ma si organizza spontaneamente in due regioni distinte: una zona di mescolamento turbolento, caratterizzata da intensa interazione tra fluido e particelle, e una zona compatta (bulk), in cui la concentrazione delle particelle rimane stabile.
Il comportamento osservato si discosta dai modelli teorici tradizionali, in particolare da quelli associati all’instabilità di Rayleigh-Taylor. I ricercatori hanno rilevato che la regione di mescolamento cresce nel tempo secondo una legge di potenza non convenzionale, con un’evoluzione più rapida rispetto ad alcune previsioni teoriche, ma inferiore rispetto ad altre.
Un ulteriore elemento emerso riguarda la dinamica del sistema: mentre la parte compatta si muove con velocità costante, la zona di mescolamento mostra un’accelerazione progressiva nel tempo, indicando un comportamento complesso e finora non descritto.
Nonostante la complessità del fenomeno, che coinvolge turbolenza e interazioni su più scale, i ricercatori hanno sviluppato un modello teorico semplificato in grado di descrivere con buona accuratezza l’evoluzione del sistema, includendo la distribuzione delle particelle, la velocità di sedimentazione e il flusso complessivo.
I risultati hanno potenziali applicazioni nella comprensione di fenomeni naturali come il trasporto dei sedimenti nei fiumi e negli oceani, oltre che in ambito industriale, ad esempio nei processi di trattamento delle acque e nelle tecnologie che utilizzano sospensioni di particelle.
Gli autori evidenziano la necessità di ulteriori studi, in particolare attraverso confronti sperimentali, per verificare i risultati e approfondire i meccanismi fisici alla base del fenomeno.
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