El misterio de las turbulencias

“En el momento en que me encuentre frente a Dios voy a hacerle 2 preguntas: ¿por qué razón la relatividad? y ¿por qué razón se generan las turbulencias? Verdaderamente creo que va a tener una contestación para la primera”. Esta cita, atribuida al físico Werner Heisenberg, capta la manera en la que muchos científicos se sienten respecto a las turbulencias, un flujo caracterizado por baja difusión por el momento, alta convección y cambios espacio-temporales veloces de presión y velocidad.

Afortunadamente, los estudiosos están avanzando en la entendimiento física de las turbulencias. Conforme a un artículo publicado últimamente en Science, las simulaciones efectuadas por un equipo de ingenieros aeronáuticos españoles podrían asistir a solucionar un viejo rompecabezas sobre de qué forma la energía se mueve en fluidos turbulentos. En el último año, los matemáticos han avanzado sensiblemente en la difícil labor de explicar de qué forma las turbulencias asisten a desvanecer la energía de los fluidos, ocasionando que dejen de moverse. Tener un mayor conocimiento sobre este fenómeno y sus implicaciones, podría tener importantes beneficios para científicos de diferentes ramas (astrofísicos, climatólogos…).

El equipo, capitaneado por el ingeniero aeronáutico José Cardesa, de la Universidad Politécnica de la capital española, asevera que ha podido simular por vez primera de qué forma las turbulencias propagan la energía cinética por medio de remolinos poco a poco más pequeños. Sus resultados validan una teoría formulada por el físico y matemático ruso Andrei Kolmogorov a inicios de los cuarenta. Este aseguraba que la trasferencia de energía cinética es de qué manera el testigo que se pasan los atletas en las carreras de relevos, mas en la que los corredores se hacen poco a poco más pequeños y más abundantes.

La teoría de Komogorov implica que la energía se prolonga desde remolinos grandes a remolinos próximos más pequeños, en vez de extenderse a distancias más lejanas. Esto ya tenía cierto apoyo de los teoremas matemáticos, mas el equipo de Cardesa ha logrado confirmarlo. Conforme Gregory Eyink, físico teorético de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore), “la entendimiento de estas activas podría asistir a prosperar las predicciones de flujo de energía en fenómenos como la resistencia aerodinámica”.

Los estudiosos estiman que esta “catarata de turbulencias” explica de qué manera aun los fluidos con baja viscosidad transforman velozmente su energía cinética en calor y reducen su velocidad cuando la turbulencia empieza. La energía se convierte en remolinos poco a poco más pequeños que, a menor escala, aumentan la viscosidad. De la misma manera que la fricción entre objetos sólidos, esta viscosidad actúa para acrecentar la resistencia al movimiento entre las capas de fluido, lo que disipa la energía cinética en forma de calor.

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