Scienze

Le leggi della fluidodinamica non valgono per i liquidi delle cannucce

Le leggi di fluidodinamica non valgono per i flussi di liquido che scorrono nelle cannucce quando sorseggiamo una bibita: ecco perché.

Per "colpa" delle cannucce gli scienziati si sono dovuti inventare una nuova legge della fluidodinamica. A scriverla sono stati i ricercatori della New York University dopo aver effettuato diversi esperimenti guardando al flusso dei liquidi che scorrono in tubi e cannucce di diverso diametro e lunghezza. Hanno infatti constatato che quando sorseggiamo un drink le classiche leggi della fluodinamica non valgono. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sul Journal of Fluid Mechanics.

«Quando beviamo con una cannuccia, il comportamento del liquido che aspiriamo sfida ogni legge conosciuta sulla resistenza o la frizione di un flusso attraverso un tubo», spiega Leif Ristroph, uno degli autori. «Abbiamo scoperto una nuova legge che regola il movimento di un qualunque fluido che si muove a qualunque velocità in un tubo di qualunque dimensione».

Fluidi fuorilegge. Gli studiosi hanno condotto una serie di esperimenti con tubi metallici di diversa lunghezza e diametro, misurando la velocità di flusso e la pressione di vari tipi di liquidi. L'obiettivo era capire che ruolo avessero questi fattori nel determinare la resistenza all'attrito del flusso nel tubo.

«I nostri dati hanno mostrato che le leggi che regolano l'attrito del flusso sono valide solo per determinate condizioni di velocità di flusso e misura del tubo», spiega Ristroph. Studiando le situazioni in cui le leggi esistenti non valevano, i ricercatori hanno trovato un semplice esempio: le cannucce.

Una nuova regola. Dopo aver esteso gli esperimenti a diversi tipi di cannucce – da quella più sottile che serve per mescolare il caffè, a quella classica da bibita, a quella più grossa usata per bere il Bubble Tea – gli studiosi hanno capito che le classiche leggi della fluidodinamica fallivano.

Le leggi davano infatti per scontato che il tubo (o la cannuccia) fosse molto corto o molto lungo, e che il flusso fosse molto veloce o molto lento. I casi intermedi, come le cannucce, coinvolgono fattori complessi come il cambiamento del flusso lungo la lunghezza del tubo o il fatto che esso diventi laminare o turbolento (ovvero cambi la modalità di scorrimento).

Flusso sanguigno. La formula matematica ricavata dai ricercatori si è rivelata esatta per tutte le misurazioni sperimentali effettuate su diversi tipi di cannucce, tubi e fluidi: «Una formula universale potrebbe essere molto utile per, ad esempio, capire e modellare il flusso sanguigno nel sistema circolatorio», conclude Ristroph.

«In fin dei conti vene, arterie e capillari non sono altro che tubi con diversi diametri, lunghezze e flussi di liquido».

29 marzo 2023 Chiara Guzzonato
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