Leonardo da Vinci en su observación perspicaz de la física, describió el errático comportamiento de las burbujas que parecían elevarse prácticamente de la nada y luego cambiaban su trayectoria en línea recta y se acercaban a la superficie con movimientos de zigzag. A esto se le llamó la paradoja de Da Vinci, por tratarse de un comportamiento descrito por él pero que no tenía explicación aparente hasta ahora que científicos han logrado descifrarla.
Leonardo da Vinci fue una de las mentes más perspicaces que han pisado el planeta Tierra, no sólo se limitó a desarrollar estudios sobre anatomía y a crear las obras de arte más famosas del mundo, sino que también incursionó en la física. Fue en este campo en donde describió un comportamiento extraño en la trayectoria de las burbujas de aire, mecanismo que a la fecha no tenía una explicación físico detrás.
Pero ahora dos investigadores de las universidades de Sevilla (US) y Bristol, han logrado mapear numéricamente la trayectoria de la paradoja de Da Vinci de las burbujas de aire. Por primera vez han encontrado un “acuerdo cuantitativo con mediciones de alta precisión de la inestabilidad”, dicen los autores en su publicación en la revista científica PNAS.
La paradoja de Da Vinci
La paradoja que lleva el nombre del polímata italiano, se describe como el comportamiento errático de las burbujas de aire. Hace siglos, Da Vinci observó cómo las burbujas de aire, si son lo suficientemente grandes, se desvían periódicamente ya sea en zigzag o en espiral, del movimiento de línea recta, pero nunca pudo resolver el enigma. Por siglos la paradoja de Da Vinci causó curiosidad entre los físicos, no obstante, no se encontró una respuesta clara del mecanismo de trayectoria de las burbujas.
Ahora el equipo internacional de investigadores han logrado darle una explicación a través del desarrollo de una técnica de discretización numérica, con la que pudieron mapear con alta precisión la interfaz aire-agua de las burbujas. En ese sentido, ahora pueden simular el movimiento y estudiar su inestabilidad.
Concluyeron que las burbujas de aire, se desvían de su trayectoria de línea recta en el agua si su radio esférico es mayor a los 0.926 milímetros. Este desvío aparentemente es producido por una inclinación periódica que logra cambiar la curvatura, lo que a su vez afecta la velocidad de ascenso y genera un bamboleo.
Luego a medida que el fluido se muevo con mayor aceleración y la presión desciende alrededor de la superficie de alta curvatura, el desequilibrio de presión devuelve la burbuja a su posición original, iniciando el ciclo de nueva cuenta.
“Hasta ahora, se suponía que la estela de la burbuja se vuelve inestable, pero ahora demostramos un nuevo mecanismo basado en la interacción entre el flujo y la deformación de la burbuja”, concluyen los investigadores. Estos nuevos hallazgos que han mantenido a los físicos intrigados por más de 500 años, ahora ayudarán a “comprender el movimiento de partículas cuyo comportamiento es intermedio entre un sólido y un gas”.
Referencias: Herrada, M. Eggers, J. Path instability of an air bubble rising in water. PNAS, 120(4), DOI
