Arte en la ciencia: Gotas saltarinas

Como si de un fluido mágico se tratara en la foto que acompaña a estas líneas podemos ver como tres chorros de líquido no se entremezclan al unirse. La experiencia cotidiana nos dice que si vertemos un líquido sobre otro ambos se unen para dar lugar a un tercero. Esto, siempre y cuando ambos líquidos sean solubles entre sí, pues como ya todos sabéis el agua y el aceite no se llevan especialmente bien y no se mezclan. Sin embargo, lo curioso de las fotos que aparecen en esta entrada es que no tenemos varios líquidos colisionando, ¡es un único líquido! Esto choca directamente contra nuestra intuición, pues si por ejemplo echamos agua en un vaso de agua ambos líquidos se mezclan forzosamente. Entonces, ¿qué está pasando aquí?

El fluido que vemos en las imágenes es aceite de silicona, y los chorros que forma tienen una anchura de tan solo medio milímetro. Este líquido posee unas propiedades físicas muy interesantes que le hacen ser un gran lubricante, aislante eléctrico, o conductor térmico, entre otras muchas cosas. Además, y a modo de curiosidad, es uno de los principales compuestos de un juguete parecido a la plastilina llamado Silly Putty.

Crédito de la imagen: Navish Wadhwa and Sunghwan Jung. Department of Engineering Science and Mechanics, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia

Su viscosidad a temperatura ambiente (unos 25ºC) es algo más de 10 veces superior a la del agua. Para que os hagáis una idea de lo que representa la viscosidad, la definición correcta es que se trata de la resistencia de un fluido a deformarse ante la aplicación de una fuerza tangencial. Como esto es algo complicado de entender, dejémoslo en que en el caso de un líquido la viscosidad es la resistencia del mismo a desparramarse o esparcirse sobre una superficie. No es una definición muy precisa, pero nos sirve para entendernos.

Si queréis podéis hacer un experimento sencillo en el que se puede ver mejor qué es esto de la viscosidad. Coged dos vasos y llenadlos de agua por la mitad. En uno de ellos verted agua desde una altura de unos 50 centímetros, mientras que en el otro verted leche también desde esa misma altura. ¿Cuál de los dos líquidos salpica menos? Si lo habéis hecho bien habréis comprobado como el que menos salpica es la leche. Esto se debe a que su viscosidad es algo más de dos veces superior a la del agua, luego es más complicado que se desparrame.

Volviendo a nuestro tema, y una vez presentado nuestro curioso fluido tratemos de explicar por qué parece no mezclarse consigo mismo. Usando el término científico correcto, deberíamos decir que no sufre coalescencia, pero ante un palabro así creo que mejor con quedamos con mezclarse, que nos sirve para hacernos una idea. El motivo simplemente está en que los chorros de las imágenes poseen una fina capa de aire que los envuelve, no permitiendo que se mezclen. Así pues, la fina película de aire que rodea las gotas de aceite de silicona no permite que se junten con el chorro central y provocan que este se doble. Sencilla explicación para un fenómeno tan bonito.

La ciencia es asombrosa

Fuente de las imágenes: Physics Central.