Comportamiento de la lluvia en una gota

2009/08/23 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika

Las gotas que llegan al suelo cuando llueve son fragmentos de gotas más grandes.

Carlos Lemes

En el camino de las nubes al suelo, las gotas de lluvia adquieren una determinada distribución y suelen ser gotas de diferentes tamaños. Los científicos llevan tiempo tratando de saber qué pasa para que unas gotas sean más grandes y otras más pequeñas.

Se sospechaba que entre las gotas se producen colisiones, lo que provoca que se junten unas gotas y que se formen gotas más gruesas, que otras se queden pequeñas, etc. Sin embargo, los investigadores franceses que estudian la dinámica de los fluidos no creían que se produjeran muchas interacciones entre las gotas cuando llueve, por lo que decidieron estudiar una gota para ver qué le pasaba.

Dejaron caer las gotas de un grifo y grabaron la caída con una cámara de alta velocidad. Tras el análisis de lo grabado, observaron que a mayor velocidad la forma de las gotas cambia: primero adoptan la forma de los crepes, es decir, se colocan los aplanados, después la forma de una cazuela o bolsa, con el culo arriba, y finalmente se explotan y se distribuyen en varias gotitas.

Caída de una gota grabada por investigadores. Observamos cómo cambia la forma de la gota a medida que aumenta la fricción del aire. (Emmanuel Villermaux)...

Esto es debido a la mayor resistencia del aire a medida que las gotas van ganando velocidad. A partir de un momento dado, la resistencia del aire es superior a la fuerza de cohesión interna de las gotas gruesas de agua, rompiendo las gotas gruesas.

Las gotitas extraídas de esta rotura son de diversos tamaños y según los investigadores, tienen las mismas características que las que caen al suelo cuando llueve. Por lo tanto, se ha considerado que el comportamiento observado en una sola gota es generalizable, dejando a un lado los choques e interacciones entre las gotas para explicar el comportamiento de la lluvia.

Condiciones modificadas

Si alguien deseara repetir lo dicho y se hubiera ido al grifo de la cocina a dejar que las gotas caigan por separado, con el fin de comprobar ese comportamiento en las gotas, no obtendría el resultado esperado.

Y es que, en condiciones normales, las gotas deben recorrer una distancia de unos diez metros para que se produzca la mencionada alteración y rotura. Hasta esa distancia no alcanzan la velocidad suficiente y la resistencia del aire no es tan elevada como para romper las fuerzas de unión dentro de la gota de agua.

Los científicos han estudiado el comportamiento de las gotas dejando caer por debajo del grifo. (JR Guillaumin).

Por lo general, las viviendas no tienen una altura tan elevada y, aunque las tuvieran, difícilmente tendrían un grifo a diez metros del suelo. Pues bien, en el laboratorio de investigadores de Francia tampoco han creado este tipo de infraestructuras para el experimento. El problema de la resistencia del aire se ha resuelto de otra manera, aumentando artificialmente con un chorro de aire ascendente en la zona en la que la gota caía para simular la resistencia de las gotas.

La verdad es que es curioso saber en qué tipo de investigación se mueven los científicos por el mundo. Cuando un chubasco lluvioso lo atrapa, nadie empezará a pensar por qué la gota que le ha tocado en la cabeza es mayor que la que le ha tocado en el brazo, y menor que la que le ha tocado en el hombro… pero para los físicos es muy importante tener conocimientos básicos, y comprender los fenómenos que ocurren en la vida cotidiana es una forma de aumentar ese conocimiento.

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