Físicos de la Universidad de Brown han aplicado dinámicas de fluidos complejas a un problema sorprendentemente identificable: por qué las últimas gotas de líquido tardan tanto en vaciarse de los contenedores. La investigación, publicada en Physics of Fluids, utiliza las bien establecidas ecuaciones de Navier-Stokes para predecir exactamente cuánto tiempo tardan fluidos de diferentes viscosidades en drenar bajo la gravedad.
La ciencia de la paciencia
El estudio nació de la frustración cotidiana. Los investigadores Jay Tang y Thomas Dutta, mientras trabajaban en proyectos separados relacionados con el comportamiento de los fluidos (Tang sobre el crecimiento bacteriano en ambientes húmedos, Dutta sobre el flujo superficial), notaron la persistente molestia de esperar a que se vacíen los líquidos viscosos. Dutta recordó la insistencia de su abuela en consumir hasta la última gota, mientras que Tang enfrentaba el mismo problema al limpiar su wok de hierro fundido.
La clave está en el régimen viscoso de la dinámica de fluidos: cómo la fricción interna afecta el movimiento del líquido. El equipo utilizó las ecuaciones de Navier-Stokes para modelar esto, luego probó sus predicciones vertiendo líquidos como agua, leche, mantequilla y aceite de oliva en una placa inclinada a 45 grados, midiendo el tiempo de drenaje hasta que el 90% del líquido se había escurrido.
Resultados: la viscosidad lo es todo
Los experimentos confirmaron los cálculos teóricos: la viscosidad es el factor dominante. El agua se drenaba en segundos, mientras que el jarabe de arce frío requería horas. Tang, quien deliberadamente deja aceite en su wok para evitar la oxidación, admitió que ha estado subestimando el tiempo de espera: su segunda inclinación ideal debería ocurrir después de hasta 15 minutos.
Más allá del fregadero de la cocina
Esto no es sólo ciencia de la cocina. Los mismos principios que rigen la última gota de jarabe también se aplican a la dinámica bacteriana, donde el flujo de fluido dicta el comportamiento microbiano. El estudio proporciona un ejercicio práctico de formación para los investigadores, pero también demuestra cómo la física fundamental subyace incluso en los aspectos más mundanos de la vida diaria.
“Esta física está presente en todas partes de nuestra investigación principal… resulta que también es la física de los fluidos cotidianos de la cocina”, explica Tang.
El estudio ofrece un recordatorio humorístico de que incluso los fenómenos aparentemente simples tienen explicaciones científicas complejas. También subraya la importancia de la paciencia, especialmente cuando se trata de fluidos particularmente viscosos.
