Un salto hidráulico se crea cuando el agua fluye hacia un fregadero. Crédito:James Niland
Un hecho cotidiano detectado cuando abrimos el grifo para lavarnos los dientes ha desconcertado a los ingenieros durante siglos:¿por qué el agua se derrama cuando golpea el fregadero antes de que se dirija por el desagüe?
El famoso inventor y pintor Leonardo da Vinci documentó el fenómeno, ahora conocido como salto hidráulico, en el siglo XVI. Los saltos hidráulicos son inofensivos en nuestros fregaderos domésticos pero pueden provocar olas violentas, turbulencias y remolinos en aguas más profundas.
Desde la década de 1820, los científicos han creído que los saltos hidráulicos se producen 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, un doctorado en ingeniería química estudiante en St John's College, Universidad de Cambridge, y primer autor del artículo, dispararon chorros de agua hacia arriba y hacia los lados sobre superficies planas, y presenció exactamente los mismos saltos hidráulicos que cuando el agua fluía hacia 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, pudo predecir con precisión el tamaño de los saltos hidráulicos, independientemente de la dirección en la que se moviera el agua, desacreditando la teoría gravitacional de 200 años de antigüedad como la causa de un salto hidráulico del tipo del fregadero de la cocina. Este tipo de salto hidráulico se conoce como salto hidráulico circular.
Profesor Paul Linden, Director de Investigación del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de la Universidad de Cambridge y autor del artículo, describió los hallazgos de Bhagat como "innovadores".
Explicó:"Sus experimentos y su teoría muestran que la tensión superficial del líquido es la clave del proceso y esto nunca antes se había reconocido a pesar de que el problema fue discutido por Da Vinci y muchos otros desde entonces. Este trabajo representa un logro notable en nuestra comprensión de la dinámica de las capas delgadas de fluido ".
Bhagat predice que sus hallazgos podrían tener consecuencias de gran alcance para las industrias que tienen altos niveles de consumo de agua.
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 de agua industrial. La nueva teoría ya se está utilizando en trabajos prácticos 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 utilice para encontrar nuevas formas de ayudarnos a usar menos agua en el hogar promedio.