Y sin embargo se mueve*
Por Carlos Escobar del Pozo**
Recuerdo que cuando era estudiante de ingeniería, un amigo tenía un auto muy viejo que se movía con dificultad, al que llamaba el Galileo, porque cuando alguien le comentaba sobre el estado del coche mi amigo respondía: “y sin embargo se mueve”. Esta frase, eppur si muove en italiano, se le atribuye a Galileo Galilei durante el cuestionamiento ante el Papa Urbano VIII; se dice que después de negar que la tierra giraba alrededor del sol murmuró “Y sin embargo se mueve”. No existe evidencia de que Galileo dijo esta frase; sin embargo, esta historia sirve para entender aquellos tiempos en donde se hacían los primeros esfuerzos por describir el movimiento de los cuerpos celestes empleando métodos matemáticos.
En general, el concepto de mecánica está asociado a reparar autos, como el de mi amigo, o desarmar maquinarias, que muchas veces no se pueden volver a armar. Pero el área de estudio de la mecánica es mucho más amplio. La mecánica estudia el movimiento de cualquier cuerpo, puede ser un animal, una proteína, un planeta o un auto. Se puede usar para que un deportista en las olimpiadas mejore su rendimiento al saltar o para conocer la trayectoria de un satélite alrededor de la tierra.
Al hablar de mecánica, las primeras ideas de objetos de estudio están relacionados con objetos sólidos, como un corredor, un satélite, una pelota. Pero qué pasa con el agua o el aire. Estos últimos materiales son fluidos, y se mueven al “rasparlos” (esfuerzos cortantes). El estudio del movimiento de estos materiales se le conoce como mecánica de fluidos y tiene muy diversas aplicaciones, como mejorar las tiempos de un nadador, los movimientos de un balón de futbol en el aire al ser golpeado con fuerza, el tiempo para enfriar mi café al mover la cuchara, o el paso del agua por las tuberías de un edificio.
El área de mecánica de fluidos es poco conocida, aún dentro de las áreas de ingeniería. Lo que es sorprendente debido al gran número de aplicaciones que tiene, tanto industriales como científicas debido a la naturaleza de los materiales que estudia, como puede ser el análisis del auto de Sergio Pérez (aerodinámica), el estudio de la distribución de la red de agua de una ciudad (hidráulica), el uso del aire como fuerza motriz (energía eólica), el movimiento ondulatorio de una bandera (vórtices de von Karman), el movimiento de un barco en el mar (fuerza de flotación y estabilidad) o cómo distribuir la mermelada en un pan.
Sin darnos cuenta nos encontramos “nadando” en un fluido, el aire; además, tenemos gran convivencia con el agua, otro fluido. Por lo que estamos rodeados de fenómenos de mecánica de fluidos que pasan desapercibidos, en la mayoría de los casos; como la turbulencia al mezclar el café con leche por la mañana, los flujos muy viscosos al poner la miel sobre un pan tostado, fluidos no newtonianos como la pasta de dientes o mayonesa, el uso de atomizadores de fluidos, las superficies hidrofóbicas, la tensión superficial en la formación de gotas, la aerodinámica en los autos o cascos de bicicletas, flujos de superficie libre en las olas del mar, fuerzas de sustentación en aviones, estamos llenos de flujos multifásicos en la cocina (como la sopa de verduras que tiene fase sólida y fase líquida) y donde se requieren de los fenómenos de evaporación, condensación cuando dejamos una bebida fría sobre la mesa, el principio de Arquímides al tomar un baño en una tina, o los vórtices que se forman al vaciar la tina al final del baño.
Estamos rodeados de fenómenos de mecánica de fluidos desde que nos despertamos, pero hasta este momento no nos habíamos dado cuenta. Estos fenómenos se pueden aplicar para desarrollar tecnología y resolver problemas industriales. La mecánica y los ingenieros mecánicos son los que estudian y desarrollan estas soluciones. Por lo que la mecánica es mucho más que arreglar motores.
*Para conocer más sobre este tema puede consultar el siguiente enlace: https://youtu.be/DMmWC-16zrs
**Coordinador y profesor, de la materia Fenómenos de Transporte, de la Maestría en Ingeniería de Procesos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad de Colima.
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