Flujo de partículas autopropulsadas a través de una apertura angosta

PATTERSON, G.A.; SANGIULIANO JIMKA, F.; KÖNIG, P.G.; FIERENS, P.I.; PARISI, D.R.

S.M. de Tucumán

Conferencia; 101a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2016

El estudio de partículas autopropulsadas ha recibido una considerable atenci ́on en las u ́ltimas d ́ecadas, tanto en disciplinas relacionadas con la f ́ısica estad ́ıstica como tambi ́en en el desarrollo de aplicaciones concretas, ya que estudia el comportamiento colectivo de distintos sistemas como microorganismos, bandadas, manadas, movimientos en tejidos celulares, din ́amica peatonal, flujos en medios de transporte, entre otros.En este trabajo presentamos resultados experimentales relacionados con un agente mec ́anico impulsado por vibraciones, en particular, estudiamos c ́omo es su din ́amica colectiva cuando fluyen a trav ́es de determinadas constricciones geom ́etricas. El sistema propuesto est ́a formado por agentes que interactu ́an mediante fricci ́on y son propulsados por una fuerza estoc ́astica dentro de un espacio acotado cuya intensidad est ́a determinada por la carga de la bater ́ıa (Hexbug Nano). En este trabajo se presentan resultados donde se describe de forma cuantitativa la evoluci ́on del sistema como funci ́on de la fuerza impulsora. El objetivo que subyace es el de verificar si el presente sistema presenta el fen ́omeno ?m ́as r ́apido es m ́as lento?donde, bajo ciertas condiciones, un exceso de vigor de los agentes en el intento de cruzar una constricci ́on provoca una disminuci ́on en el caudal del flujo. Este efecto es considerado como una de las principales caracter ́ısticas que emergen en la din ́amica peatonal y ha sido demostrado experimentalmente en medios granulares, ovejas y humanos (ver, por ej., [1] y las referencias all ́ı citadas). Es de esperar que una adecuada caracterizaci ́on de dicho efecto pueda motivar el desarrollo de aplicaciones en el disen ̃o de flujo de multitudes, la prevenci ́on de cat ́astrofes durante evacuaciones, el manejo de materiales granulares en distintas ramas de la industria y en microflu ́ıdica, entre otros.[1] Pastor et al., ?Experimental proof of faster-is-slower in systems of frictional particles flowing through constrictions?, Phys. Rev. E 92, 062817, 2015.