Cuerdas líquidas

Se enrollan, oscilan, se pliegan y serpentean. La miel y otros fluidos viscosos aún sorprenden a los físicos.

DAMIEN ROPERO

En síntesis

Los fluidos viscosos, como la miel, crean hilos que se enrollan sobre sí mismos en forma de pequeñas cestas: un proceso inesperadamente complejo que hasta hace poco no había comenzado a estudiarse de manera sistemática.

Se han observado cuatro clases de enrollamiento. Estas dependen del equilibrio entre las fuerzas gravitatorias, de rozamiento e inerciales. Los fluidos de baja viscosidad experimentan fenómenos adicionales, como el plegamiento.

Aún quedan por explicar algunos efectos exóticos, como la formación de ondas espirales formadas por burbujas de aire, o el comportamiento de un fluido viscoso que cae sobre una superficie que avanza a velocidad constante.

Si para desayunar le gusta la miel en su tostada, podrá llevar a cabo uno de los experimentos más sencillos y hermosos de la física de fluidos. Hunda la cucharilla en el tarro de miel, llénela y, a continuación, manténgala en po­sición vertical a varios centímetros por encima del pan. Al caer, el hilo de dulce no se depositará directamente sobre la tostada, sino que formará una figura helicoidal y arremolinada. Hacia finales de los años cincuenta del siglo xx, el parecido entre esa estructura y un ovillo llevó a George Barnes y Richard Woodcock, los primeros investigadores del fenómeno, a denominarlo «efecto de enrollamiento de una cuerda líquida».

Hacía tiempo que ese efecto fascinaba a los autores de este artículo, pero no encontramos la oportunidad de estudiarlo hasta hace diez años. Con ocasión de un encuentro científico en París, Ribe y Bonn descubrieron que compartían el mismo interés por el fenómeno. Bonn colaboraba por aquel entonces con el Instituto de Estudios Avanzados en Ciencias Básicas de Zanyán, en Irán, por lo que invitamos a Habibi y a otros investigadores a unirse al grupo. A lo largo de las diferentes etapas del proyecto, a él también se unirían Ramin Golestanian, Maniya Maleki, Yasser Rahmani y Seyed Hossein Hosseini.

Juntos desarrollamos una versión controlada del experimento del desayuno. En lugar de miel, empleamos aceites de silicona, una clase de fluidos que pueden obtenerse con todo un abanico de viscosidades. La viscosidad constituye una medida de cuán «espeso» es un líquido: determina su resistencia a fluir como consecuencia del rozamiento interno. Con ayuda de nuestro dispositivo experimental, modificamos las condiciones del flujo, como la velocidad con la que cae el aceite o la altura desde la que se precipita, a fin de observar cómo afectaban esos parámetros a la frecuencia de enrollamiento (cuán rápido se enrosca la columna de fluido sobre sí misma).

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