Un hecho cotidiano detectado cuando abrimos el grifo para cepillarnos los dientes ha desconcertado a los ingenieros durante siglos: ¿por qué el agua se separa cuando golpea el fregadero antes de que caiga por el desagüe?
El famoso inventor y pintor Leonardo da Vinci documentó el fenómeno, ahora conocido como salto hidráulico, en la década de 1500. Los saltos hidráulicos son inofensivos en los sumideros de nuestra casa, pero pueden causar olas violentas, turbulencias y remolinos en aguas más profundas.
Desde la década de 1820, los científicos han creído que los saltos hidráulicos ocurren en parte como resultado de la atracción gravitacional. Pero un artículo publicado en el Revista de mecánica de fluidos ha refutado esta teoría de larga data.
Rajesh Bhagat, estudiante de doctorado en Ingeniería Química en St John's College, Universidad de Cambridge, y primer autor del artículo, disparó chorros de agua hacia arriba y hacia los lados sobre superficies planas, y presenció exactamente los mismos saltos hidráulicos que cuando el agua fluíahacia abajo.
¿Pero qué lo estaba causando? Bhagat sospechaba que todos podrían verse afectados por los mismos factores: tensión superficial y viscosidad.
Al alterar estos atributos del agua, fue capaz de predecir con precisión el tamaño de los saltos hidráulicos, independientemente de la dirección en que se moviera el agua, desacreditando la teoría gravitacional de 200 años como la causa de un fregadero hidráulico de tipo cocinasalto. Este tipo de salto hidráulico se conoce como salto hidráulico circular.
El profesor Paul Linden, Director de Investigación del Departamento de Matemática Aplicada y Física Teórica de la Universidad de Cambridge y autor del artículo, describió los hallazgos de Bhagat como "innovadores".
Explicó: "Sus experimentos y teoría muestran que la tensión superficial del líquido es la clave del proceso y nunca se ha reconocido esto a pesar de que el problema fue discutido por Da Vinci y muchos otros desde entonces. Este trabajo representa unlogro notable en nuestra comprensión de la dinámica de las capas delgadas de líquido "
Bhagat predice que sus hallazgos podrían tener consecuencias de gran alcance para las industrias que tienen altos niveles de consumo de agua.
Él dijo: "Saber cómo manipular el límite de un salto hidráulico es muy importante y ahora con esta teoría podemos extender o reducir fácilmente el límite.
"Comprender este proceso tiene grandes implicaciones y podría reducir drásticamente el uso del agua industrial. La nueva teoría ya se está utilizando en el trabajo práctico en el departamento de Ingeniería Química. La gente puede usar esta teoría para encontrar nuevas formas de limpiar todo, desde automóviles hasta equipos de fábrica"
Bhagat espera que su investigación también se use para encontrar nuevas formas de ayudarnos a usar menos agua en el hogar promedio.
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Materiales proporcionados por St John's College, Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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