La mayoría de nosotros comprende lo que es la turbulencia atmosférica:el movimiento de un avión nauseabundo es difícil de olvidar.

Pero la turbulencia nos rodea:no solo en el aire, pero también en agua, e incluso en multitudes de personas en movimiento.

Quizás sorprendentemente, sin embargo, los detalles en torno a la ciencia de la turbulencia no se comprenden del todo bien. Los investigadores que estudian el flujo y la turbulencia dentro de diferentes disciplinas aún deben comprender completamente su complejo funcionamiento y, como resultado, resolver problemas relacionados con las turbulencias es difícil.

Turbulencia a nuestro alrededor

En un sentido simple, la turbulencia se puede describir como un estado de flujo de fluido. Y aunque hace que algunos vuelos en avión sean incómodos, la turbulencia en nuestra atmósfera es esencial para la existencia de toda la vida en la tierra.

La turbulencia mezcla el calor, humedad, dióxido de carbono y contaminantes hacia y desde la superficie de la tierra, manteniendo nuestra biosfera en un estado habitable. Sin turbulencias, el aire cerca del suelo sería mucho más caliente:cuando sale el sol, ¡Tus pies se derretirían mientras tu cabeza se congelaría!

Más de dos tercios de la población australiana vive en ciudades capitales, creando formas problemáticas de turbulencia. Las regiones densamente pobladas con una cubierta vegetal reducida absorben el calor del sol y lo liberan a través de columnas turbulentas flotantes. Este proceso puede crear microclimas complejos con importantes problemas de calidad del aire.

El smog y la proliferación de algas son circunstancias extremas en las que los niveles reducidos de turbulencia y flujo nos afectan de manera negativa.

La turbulencia en el agua ciertamente la ralentiza, sin turbulencia, ir a la deriva en una canoa por el río Yarra sucedería a una velocidad espeluznante 2, 000 km por hora, en lugar de un perezoso un km por hora.

En términos de ingeniería, Nuestra incapacidad para modelar y controlar con precisión los flujos turbulentos conduce a un sobre-diseño ineficiente, y limita las tecnologías futuras en una amplia gama de aplicaciones. Aproximadamente el 10% de toda la electricidad generada cada año se consume actualmente en el proceso de superar los efectos de las turbulencias.

La 'turbolenza' de Da Vinci

En las disciplinas de humanidades, la noción de turbulencia se emplea ampliamente en representaciones artísticas y expresiones literarias hasta en teorías filosóficas, modelos económicos y descripciones de la revolución política.

A diferencia de sus homólogos científicos, Los estudiosos de humanidades tienden a usar el concepto de turbulencia casi exclusivamente en un sentido negativo como desorden, ruptura, agitación y conmoción.

Este sentido de la palabra se puede ver en una de las primeras consideraciones documentadas sobre los patrones de flujo en el agua. Leonardo da Vinci, considerando el movimiento giratorio del agua alrededor de un obstáculo, lo describió como agitado y trastornado:como "turbolenza".

El arte y la ciencia de Da Vinci no ocurrieron en el vacío, sino que fueron moldeados profundamente por el mundo que lo rodeaba. Este era un mundo en guerra lo que lo llevó a través de los estados italianos y finalmente a Francia. Algunos de sus estudios sobre el flujo de aire y agua, y sus inventos adaptando el vuelo de las aves, fueron concebidos directamente como contribuciones a las tecnologías militares en estos conflictos.

Turbulencia, por lo tanto, no fue solo un tema de investigación abstracto para da Vinci, sino también una experiencia vivida, y sus aplicaciones de diseño una fuente fundamental de ingresos.

Mirar a Leonardo nos recuerda el punto crucial, pero a menudo ignorado, de que los estudios sobre turbulencias tienen una larga historia. Comprender esta historia es fundamental para comprender cómo se conceptualizó la turbulencia en el pasado, que ha informado cómo lo entendemos ahora, y cómo lo concebiremos en el futuro.

Tales consideraciones están determinadas por los problemas actuales del día, ya sean tecnológicos, cultural, social y / o político. Uno de los problemas más urgentes de nuestro tiempo, y que encapsula turbulencias en todas estas facetas, es la crisis de refugiados. Esto ha creado un flujo de humanos a través de tierras en proporciones sin precedentes históricamente.

El uso de la guerra química contra civiles en Siria también refleja las intersecciones entre industrialización, turbulencia atmosférica y flujo humano.

Resolviendo problemas con experiencia diversa

Entender mejor la turbulencia puede reducir la resistencia, mejorar la eficiencia, menor uso de combustible y mejores resultados medioambientales al volar. Esto es especialmente importante para un país como Australia, que depende tanto de los viajes aéreos de larga distancia.

O, mediante el establecimiento de modelos fiables y validados para las magnitudes y escalas de turbulencia en parques de energía eólica y mareomotriz, podríamos mejorar su confiabilidad, y reducir los riesgos asociados con la falla de la turbina y la pérdida de suministro de energía.

Comprender las turbulencias en las aguas costeras e interiores ayudará a identificar las mejores prácticas para el mantenimiento de la ribera, salud de los océanos estuarinos y costeros.

A largo plazo, la capacidad de ingeniería con respecto a la turbulencia de puede ayudarnos a comprender el flujo turbulento de personas, por ejemplo, tras el uso de armas químicas en la guerra y en crisis de refugiados.

Asociaciones a través de la ciencia, tecnología, Ingenieria, las artes y las humanidades nos ayudan a considerar cómo y por qué se entiende la turbulencia en diferentes sistemas de conocimiento cultural, y comprender cómo se entienden los flujos turbulentos en contextos cotidianos y extremos, modelado y gestionado.

Así es como podemos construir un futuro sostenible.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.