A vueltas con la flotabilidad: desafiando el principio de Arquímedes

Estos pequeños botes flotan del revés bajo un líquido que vibra y desafían nuestra comprensión de la interfaz líquido gas.

Botes plásticos flotando sobre y bajo una capa líquida levitando

Botes plásticos flotando sobre y bajo una capa líquida levitando

Foro: Benjamin Apffel et al. / Nature

Botes plásticos flotando sobre y bajo una capa líquida levitando

La intuición y la experiencia nos dicen que bajo la acción normal de la gravedad los líquidos que arrojamos en un recipiente caerán, como es de esperar, al fondo del mismo. No estaríamos diciendo nada excepcional si no fuera por que ahora científicos de la Escuela Superior de Física y Química Industrial de París y la universidad de Auckland, en Nueva Zelanda, acaban de descubrir que bajo ciertas circunstancias, como al hacer vibrar el líquido verticalmente, puede conseguirse que dicho líquido levite sobre una capa menos densa; algo similar a crear una especie de colchón de aire.

Estos científicos han conseguido hacer flotar objetos en límite inferior de la separación de 2 fluidos

De este modo, Emmanuel Fort y sus colegas revelan esta semana en un artículo titulado Floating under a levitating liquid publicado en la revista Nature que esta sacudida vertical también hace que la flotabilidad se desplace hacia superficie inferior del líquido levitado, como si la gravedad se hubiera invertido. Dicho de otra manera y por contraintuitivo que pueda resultar, estos científicos han conseguido hacer flotar de forma inversa objetos en límite inferior de la separación de 2 fluidos.

Para demostrarlo realizaron varios experimentos con líquidos diversos entre los que se incluyen aceite de silicona o glicerol. Agitando dichos líquidos verticalmente en recipientes e inyectando aire en la base del sistema hasta que el estos comienzan a levitar mostraron que ciertos objetos como las maquetas en miniatura de los botes que podemos apreciar en el vídeo que acompaña a este articulo, flotan boca abajo en la interfaz inferior del líquido que levita.

Los autores explican que: "lo que esta provocando este aparente "efecto antigravedad" son la vibraciones verticales". Además, las burbujas de aire en las regiones inferiores del líquido también se hunden en lugar de subir, un "efecto antigravedad" relacionado que se ha observado en experimentos anteriores.

Las observaciones hechas por Fort y sus colegas desafían el principio de Arquímedes, según el cual un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado. En sus experimentos los investigadores demuestran que esta fuerza de flotabilidad se refleja en la interfaz inferior de la capa líquida que levita, y lo hacen utilizando botes que flotan en las capas superior e inferior del líquido simultáneamente.

Sin embargo, tal y como declaran desde el laboratorio de Fort: "esto es más que una simple curiosidad náutica", ya que estudio en profundidad de tales fenómenos podría tener en el futuro aplicaciones prácticas muy interesantes en el transporte de gas o de materiales atrapados en fluidos según sugieren el doctor en Física y Matemáticas de la Universidad de Nueva Zelanda Vladislav Sorokin, y su homólogo de la Academia Rusa de las Ciencias Iliya Blekhman, en un comentario al trabajo del equipo de Fort en la revista News & Views.

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