El fenómeno es muy común, observable por todos en el día a día, pero acaba de encontrar una descripción completa en un artículo de Fluidos de revisión físicaseñal 11 de octubre por un equipo holandés de la Universidad de Amsterdam. El objetivo es comprender por qué un hilo de agua en una botella no fluye en un cilindro muy liso, sino que burbujea a intervalos regulares, tomando la forma de una sucesión de eslabones en una cadena líquida. Cuanto más fuerte es el flujo, más espaciados están los enlaces. Y cuanto más largo es el cuello, más anchos son estos enlaces.
La explicación se conoce desde hace más de un siglo, gracias a eminentes físicos. Lord Rayleigh (Nobel en 1904 por cualquier otra cosa) demostró que un chorro de líquido es inestable y eventualmente se rompe en gotas. Niels Bohr, Nobel en 1922 por sus contribuciones a la mecánica cuántica (inútiles en este caso), a él, durante su maestría en 1909, explicó cómo la inestabilidad de Rayleigh crea las cadenas líquidassi la boquilla de flujo no es simétrica.
La razón viene de la tensión superficial, esa fuerza que une las moléculas de agua, hasta el punto de poder sostener granos de pimienta o arañas de agua. Estas fuerzas buscan minimizar la superficie del líquido en contacto con el aire. Así, si la forma del flujo es inicialmente asimétrica, como un óvalo (o una elipse), las fuerzas tienden a rodearlo, hasta que el óvalo y las fuerzas dominantes cambian de orientación. Y así sucesivamente, dando lugar a una cadena neta.
Investigaciones encaminadas a mejorar la fabricación de sprays o impresoras de chorro de tinta, por ejemplo
“La parte más difícil fue obtener un flujo laminar y sin turbulencias. Ver, de más de un metro de altura, unos veinte eslabones, es muy bonito», subraya Daniel Bonn, profesor de la Universidad de Ámsterdam. El equipo multiplicó las formas usando una docena de boquillas más o menos elípticas.
Conclusión: Niels Bohr tenía razón. Pero los investigadores fueron más allá que su predecesor, considerando varios modos de acción de las fuerzas de tensión superficial. en realidad pueden “pellizco” en dos puntos (como en la explicación de Bohr) o en tres, cuatro, cinco… Simulaciones numéricas completas nos permitieron describir con precisión las formas del chorro, cuyos detalles solo pueden explicarse por el efecto de varios modos de acción de fuerzas superficiales. “Si bien el problema es clásico, no se ha trabajado mucho en él, porque controlar y medir estos flujos es difícil. Este trabajo muestra un progreso significativo en esta área”.dice Jens Eggers de la Universidad de Bristol.
Tienes el 16,52% de este artículo para leer. Lo siguiente es solo para suscriptores.
“Escritora típica. Practicante de comida malvada. Genio zombi. Introvertido. Lector. Erudito de Internet. Entusiasta del café incondicional”.
