Minimal formulation of the linear spatial analysis of capillary jets: Validity of the two-mode approach

A rigorous and complete formulation of the linear evolution of harmonically stimulated capillary jets should include infinitely many spatial modes to account for arbitrary exit conditions [J. Guerrero et al., J. Fluid Mech. 702, 354 (2012)]. However, it is not rare to find works in which only the downstream capillary dominant mode, the sole unstable one, is retained, with amplitude determined by the jet deformation at the exit. This procedure constitutes an oversimplification, unable to handle a flow rate perturbation without jet deformation at the exit (the most usual conditions). In spite of its decaying behavior, the other capillary mode (subdominant) must be included in what can be called a “minimal linear formulation.” Deformation and mean axial velocity amplitudes at the jet exit are the two relevant parameters to simultaneously find the amplitudes of both capillary modes. Only once these amplitudes are found, the calculation of the breakup length may be eventually simplified by disregarding the subdominant mode. Simple recipes are provided for predicting the breakup length, which are checked against our own numerical simulations. The agreement is better than in previous attempts in the literature. Besides, the limits of validity of the linear formulation are explored in terms of the exit velocity amplitude, the wave number, the Weber number, and the Ohnesorge number. Including the subdominant mode extends the range of amplitudes for which the linear model gives accurate predictions, the criterion for keeping this mode being that the breakup time must be shorter than a given formula. It has been generally assumed that the shortest intact length happens for the stimulation frequency with the highest growth rate. However, we show that this correlation is not strict because the amplitude of the dominant mode has a role in the breakup process and it depends on the stimulation frequency.Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, Spain, under Contract No. FIS2014-25161Junta de Andalucía under Contract No. P11-FQM-791

Spatial modes in one-dimensional models for capillary jets

One-dimensional (1D) models are widely employed to simplify the analysis of axisymmetric capillary jets. These models postulate that, for slender deformations of the free surface, the radial profile of the axial velocity can be approximated as uniform (viscous slice, averaged, and Cosserat models) or parabolic (parabolic model). In classical works on spatial stability analysis with 1D models, considerable misinterpretation was generated about the modes yielded by each model. The already existing physical analysis of three-dimensional (3D) axisymmetric spatial modes enables us to relate these 1D spatial modes to the exact 3D counterparts. To do so, we address the surface stimulation problem, which can be treated as linear, by considering the effect of normal and tangential stresses to perturb the jet. A Green’s function for a spatially local stimulation having a harmonic time dependence provides the general formalism to describe any time-periodic stimulation. The Green’s function of this signaling problem is known to be a superposition of the spatial modes, but in fact these modes are of fundamental nature, i.e., not restricted to the surface stimulation problem. The smallness of the wave number associated with each mode is the criterion to validate or invalidate the 1D approaches. The proposed axial-velocity profiles (planar or parabolic) also have a remarkable influence on the outcomes of each 1D model.We also compare with the classical 3D results for (i) conditions for absolute instability, and (ii) the amplitude of the unstable mode resulting from both normal and tangential surface stress stimulation. Incidentally, as a previous task, we need to re-deduce 1D models in order to include eventual stresses of various possible origins (electrohydrodynamic, thermocapillary, etc.) applied on the free surface, which were not considered in the previous general formulations.Gobierno de España FIS2011-25161Junta de Andalucía P11-FQM-791

Introducción al libro Conflictos socioambientales y alternativas de la sociedad civil

Introducción al libro "Conflictos socioambientales y alternativas de la sociedad civil", que recoge inventarios de conflictos ambientales en México, en especial en Jalisco.ITESO, A.C

The breakup length of harmonically stimulated capillary jets

A simple transfer function that can predict the breakup length of a pressure-modulated capillary jet is rigorously deduced from first principles. In this paper, the initial velocity modulation of a stimulated jet is given in terms of its pressure amplitude by means of a generalized Bernoulli equation, which in turn is connected to the breakup time through a two-mode linear analysis. The predicted breakup length is compared against experimental results with water jets emerging from a thin 1 mm-diameter orifice for different pressure modulations. These experiments agree better with the presented theoretical prediction than with a previously established model.Spanish Government under Contract No. FIS2011-25161Junta de Andalucía under Contract Nos. P09-FQM-4584 and P11- FQM-7919EPSRC-UK (Grant No. EP/H018913/1)Royal SocietyJohn Fell Oxford University Press (OUP) Research Fun

Self-Stimulated Capillary Jet

Inspired by Savart’s pioneering work, we study the self-stimulated dynamics of a capillary jet. The feedback loop is realized by extracting surface perturbations from a section of the jet itself via a laserphotodiode pair, whose amplified signal drives an electromechanical actuator that, in turn, produces pressure perturbations at the exit chamber. Under specific conditions, this loop establishes phase-locked stimulation regimes that overcome the otherwise random natural breakup. For each laser position along the jet, the gain of the amplifier acts as a selector across a discrete set of observable frequencies. The main observed features are explained by a linear theory that combines the transfer function of each stage in the loop. Our findings are relevant to continuous inkjet technologies for the production of equally sized droplets.Spanish Research Agency Ministerio de Ciencia e Innovación and ERDF Project PGC2018-099217-B-I0

Estudio experimental de la rotura capilar de chorros líquidos estirados por gravedad

La rotura de chorros líquidos en gotas ha atraído la atención de muchos científicos e ingenieros durante los últimos siglos. Se trata de un proceso en el que intervienen perturbaciones que crecen debido a una inestabilidad capilar mientras son advectadas por el flujo, hasta que se hacen lo suficientemente grandes como para provocar la rotura del chorro (Eggers, 2008). Este fenómeno se encuentra ampliamente en la vida cotidiana, ya sea en forma de un hilo de miel que cae por su propio peso o en un chorro de agua del grifo, así como en aplicaciones industriales. En este último ámbito, los chorros estirados son de interés debido a que permiten la producción de pequeñas gotas sin recurrir a inyectores de tamaño micrométrico que podrían obstruirse fácilmente. Se han desarrollado diferentes técnicas para su obtención, de las cuales el estiramiento gravitacional es la más simple y constituye el tema de este trabajo.Facultad de Ingenierí

The Health Education of the HuelvaTravelling Chair (1956-1977)

This historical study has been carried out with the aim of identifying the educational work in health carried out by the health educators of the Falange ́s Female Section Travelling Chairs in the province of Huelva during the period from 1956 to 1977, consulting documental primary sources found in the Archivo Histórico Provincial (Huelva, Spain), the Archivo de la Real Academia de la Historia (Madrid, Spain) and the Archivo General de la Administración (Alcaláde Henares, Madrid, Spain); and oral sources concerning our research. Through the Puericulture and Hygiene Program, the Exemplary Mothers course, the First Aid course and other specific actions, the aim was to improve Hygiene and Public Health in the 61 municipalities where the Chair was active, reaching a large part of the population of these rural areas. The main beneficiaries were women, but men also participated in this training, receiving Hygiene courses. The health educators of the Travelling Chair were supported by other health agents in her educational work, mainly by the local doctor, nurse, or sanitary personnel from companies in the area. The high attendance and motivation for the Health Education program was impelled by the applicability of learning in everyday life to meet the need to improve the state of health in an environment with scarce resources.Con el objetivo de identificar la labor educadora en materia de salud realizada por las divulgadoras sanitario-sociales de las Cátedras Ambulantes de la Sección Femenina en la provincia de Huelva durante el periodo de 1956 a 1977, se ha realizado este estudio histórico, consultando fuentes primarias documentales (procedentes del Archivo Histórico Provincial de Huelva, de la Real Academia de la Historia de Madrid y del Archivo General de la Administración de Alcalá de Henares) y recurriendo a fuentes orales (distintos informantes relevantes para nuestro propósito). A través del Programa de Puericultura e Higiene, el curso de Madres Ejemplares, el curso de Socorrismo y otras acciones específicas se pretendió mejorar la Higiene y la Salud Pública en los 61 municipios donde la Cátedra llegó, alcanzando con sus actuaciones a gran parte de la población de estas zonas rurales. Las principales destinatarias fueron las mujeres, pero los hombres también participaron en esta formación, recibiendo cursos de Higiene. La divulgadora de la Cátedra Ambulante contó con el apoyo de otros agentes sanitarios en su labor educadora, principalmente, el médico de la localidad, el practicante, o personal sanitario de empresas de la zona. La elevada asistencia y motivación por el programa de Educación para la Salud estuvo impulsado por la aplicabilidad del aprendizaje en lo cotidiano para satisfacer la necesidad de mejorar el estado de salud en un medio con escasos recursos

Las alternativas ciudadanas para otros mundos posibles: pensamiento y experiencias

El documento está conformado por tres partes: la primera define algunos conceptos y expone ciertas teorías sobre el desarrollo y las alternativas (los artículos que componen este apartado son: "Diversidad y dinamismo de las alternativas ciudadanas", "¿Desarrollo alternativo o alternativas al desarrollo? repensando el concepto desde el territorio y el sur global"); la segunda, hace referencia a la construcción de algunas experiencias concretas relacionadas con las alternativas ciudadanas ("La gestión compleja del agua", "La alternativa educativa intercultural wixárika"; "Los procesos sociales en la construcción de alternativas a conflictos ambientales en la cuenca alta del río Santiago"). La tercera parte consiste en una propuesta de investigación sobre las alternativas ciudadanas ("Las alternativas ciudadanas: una propuesta de análisis").ITESO, A.C

Conflictos socioambientales y alternativas de la sociedad civil

Los conflictos socioambientales se multiplican en todo el mundo. Giran en torno a la contaminación industrial, las actividades mineras, el cambio de uso de suelo, la deforestación, la construcción de presas, la introducción de semillas genéticamente modificadas, el mal manejo de desechos sólidos y la privatización de tierra, agua y biodiversidad, entre otros. ¿Cuáles son las causas subyacentes a estos conflictos? ¿Quiénes son los protagonistas? ¿Cuáles son sus demandas, propuestas y estrategias? ¿En qué medida han contribuido a proteger o sanear el medio ambiente? ¿Hay conflictos locales que se convierten en glocales con la intervención de la sociedad civil? Estas interrogantes se abordan en este libro, que recoge inventarios de conflictos ambientales en México, en especial en Jalisco.ITESO, A.C

Gobernanza y gestión del agua en el Occidente de México: la metrópoli de Guadalajara

La disponibilidad de agua como tal no es el problema más importante en la gestión del agua. La incertidumbre se sitúa en la capacidad para implementar sistemas de control, distribución y acceso al agua de una forma equitativa. Garantizar el acceso de agua potable a toda la población no es un problema financiero sino político, un asunto de prioridad .Ahora disponemos de un vasto conocimiento y herramientas aplicables en el campo de la hidrología, biotecnología e ingeniería del agua, pero nuestro entendimiento sobre procesos socioeconómicos, culturales y políticos involucrados en la gestión del agua, sigue siendo limitado. En este libro, desde diferentes ángulos, se analizan formas de gestión del agua, escenarios de gobernanza, conflictos sociales y soluciones de carácter sociopolítico y técnico encaminadas a un manejo más sustentable del agua con posibilidades de ser apropiado socialmente. La obra tiene un fuerte componente con tintes de ecología política alrededor de los conflictos por el agua en la metrópoli de Guadalajara y la cuenca Lerma–Chapala–Santiago, sobre todo en aquellos casos donde coinciden situaciones de deterioro ambiental y formas inadecuadas de desarrollo urbano. En las alternativas que se analizan y proponen, se descubre una rica diversidad que encabezan organizaciones sociales, ciudadanos, actores sociopolíticos, universidades e instituciones con diferentes niveles de impacto, vinculación y trayectorias. Se distinguen escalas y formas de gobernanza del agua a nivel de cuenca, zona metropolitana de Guadalajara, municipios y sistemas hidrográficos (microcuencas y sistemas de abastecimiento), además de revisar estilos de desarrollo urbano asociados al manejo del agua con una perspectiva de análisis y de propuesta.ITESO, A.C