Agitar un líquido viscoso reduce su viscosidad (o qué tiene que ver con el transbordador espacial)

Por Francisco R. Villatoro, el 1 septiembre, 2008. Categoría(s): Ciencia • Física • Mecánica

La importancia de un titular es bien conocida (Tu blog y tu), aunque también que un titular puede desvirtuar una noticia (Un buen titular). Pongamos un ejemplo, de qué puede tratar una noticia titulada “Xenon ketchup.” Quizás ayude saber dónde se ha publicado: en el American Institute of Physics Bulletin of Physics News, Number 864 May 19, 2008, escrita por Phillip F. Schewe y Jason S. Bardi.

La noticia se refiere a un estudio realizado con el disco duro del ordenador del Transbordador Espacial Columbia, tristemente accidentado en 2003. Gracias a dicho disco duro, los científicos han estudiado cómo un material agitado puede cambiar muchísimo sus propiedades físicas. Dicho fenómeno es bien conocido en el ketchup. Si agitamos una botella, la pasta semisólida rápidamente se vuelve en un líquido bien fluido. Los investigadores de la ciencia de la cocina han estudiado como cambia su viscosidad (gracias a un reómetro) cuando es agitado, reduciéndola.

Robert Berg y sus colaboradores querían estudiar como cambia el comportamiento pseudoplástico (“adelgazamiento por corte” o “shear thinning”) de gran importancia en el procesamiento de comidas, polímeros y pinturas. Por ejemplo, el aceite del motor de un coche pierde viscosidad debido al movimiento de los componentes del motor, o la aplicación de pintura en una superficie puede ser más o menos suave en función de la brocha utilizada. Los investigadores querían estudiar este fenómeno en el gas noble xenón, que gracias a su bajo peso facilita las medidas experimentales. Pero se requiere para ello un ambiente de gravedad cero para evitar la estratificación del gas debido al campo gravitatorio terrestre. Lograron “colar” el experimento entre los estudios científicos a realizar en el Columbia. El desgraciado accidernte del Columbia destruyó el experimento. Afortunadamente, algunos datos del experimento se obtuvieron durante el ascenso del transbordador y se grabaron en el disco duro, que cayó junto al resto de las partes de la nave en una región entre Texas y Louisiana de algunos cientos de millas cuadradas.

Una empresa especializada en recuperar datos de discos duros dañados logró recobrar los datos del experimento del disco duro. Más aún, la célula central del experimento, conteniendo los átomos de xenón, se salvó milagrosamente, aunque su cubierta externa quedó completamente destruida. El xenón es un gas noble, no reacciona con otros átomos. Los investigadores querían estudiar el punto crítico de la transición entre los dos estados del xenón fluido que requieren condiciones especiales de presión y temperatura. El comportamiento pseudoplástico puede ser observado en el xenón, un gas, cuando éste se coloca en su punto crítico, igual que en el ketchup u otros fluidos que consistan en líquidos y pastas. Los resultados observados en la célula de xenón junto con los datos de los discos duros han permitido demostrar que la agitación fuerte reduce la viscosidad, confirmando un resultado teórico expuesto hace décadas entre el comportamiento pseudoplástico y la agitación (la relación de Carreau-Yasuda).

Robert Berg y sus colaboradores, cual agentes CSI (policía científica), han publicado el resultado de su experimento en el artículo Robert F. Berg, Michael R. Moldover, Minwu Yao, and Gregory A. Zimmerli, “Shear thinning near the critical point of xenon,” Physical Review E, 77, 041116 ( 2008 ).

Volviendo al tema de los titulares de las noticias. Esta noticia ha aparecido en muchos medios, por ejemplo, en las noticias científicas de la NASA, “The Physics of Whipped Cream,” en Scientific American, “Hard Drive Recovered from Columbia Shuttle Solves Physics Problem,” en la página web de la empresa que descifró el disco duro, Ontrack Data Recovery, “Data recovered from Columbia space shuttle solves physics problem,” etc.; cada fuente pone el “foco” en algo diferente. Así es la vida de un “titular.”



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