Científicos descifran el enigma de la burbuja de Da Vinci
27 de enero de 2023
Dos investigadores españoles y uno británico han descubierto el motivo por el que las burbujas de aire suben a la superficie haciendo movimientos en zig zag, un efecto que era denominado como la 'paradoja de Leonardo Da Vinci'.
Se trata de dos investigadores de la Universidad española de Sevilla (US) y de un profesor de la Universidad británica de Bristol, que han descubierto el mecanismo que explica "el movimiento inestable de las burbujas que se elevan en el agua".
En una nota de prensa, la US explica que los resultados de este estudio, que han sido publicados en la revista PNAS, pueden ser útiles "para comprender el movimiento de partículas cuyo comportamiento es intermedio entre un sólido y un gas".
La paradoja de Leonardo Da Vinci
Esta paradoja recibe el nombre de Leonardo Da Vinci, ya que fue el polímata italiano quien observó hace siglos que las burbujas de aire, si son suficientemente grandes, se desvían periódicamente –en zigzag o en espiral– del movimiento en línea recta, aunque aún no se había encontrado una explicación científica que lo justificara.
Los autores de este nuevo estudio han desarrollado una técnica de discretización numérica para caracterizar con precisión la interfaz aire-agua de la burbuja, lo que permite simular su movimiento y estudiar su estabilidad.
La investigación concluye que las burbujas se desvían de la trayectoria recta en el agua si su radio esférico supera los 0,926 milímetros.
En este sentido, han propuesto un mecanismo para la inestabilidad de la trayectoria de la burbuja en el que una inclinación periódica de ésta cambia la curvatura, lo que afecta a la velocidad de ascenso y provoca un bamboleo en la trayectoria de la misma.
A continuación, a medida que el fluido se mueve más deprisa y la presión del fluido desciende alrededor de la superficie de alta curvatura, el desequilibrio de presión devuelve la burbuja a su posición original, reiniciando el ciclo periódico.
Aporte a la ciencia más allá de la paradoja de Da Vinci
Además de dar respuesta al misterio de hace 500 años por el que pocos nos habríamos interesado hasta ahora, el estudio también da solución a otras cuestiones sobre el comportamiento idiosincrásico de las burbujas y otros objetos que desafían una clasificación fácil.
"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. Los nuevos hallazgos permitirían estudiar las pequeñas impurezas que suelen encontrarse en el campo.
FEW (EFE, Vice, PNAS)