La miel y el agua en la cocina del autor.

Pruebe esto: en su cocina de casa, lance con una jeringa un caudal de miel caliente en una taza de agua o té, y observe lo que ocurre. Los riachuelos pegajosos dulces, cayendo hacia abajo, se retuercen ellos mismos en pistas rizadas, filamentos, y haciendo girar 'anillos de humo'. Es hipnotizante. Pero sólo durante un abrir y cerrar de ojos, luego la miel cae al fondo de la taza.

La gravedad es algo semejante a una bestia.

'Cómo se mezclan los fluidos en la ingravidez no es bien comprendida,' explica el profesor de química John Pojman de la Universidad de Southern Mississippi. Aquí en la Tierra, dice, la física es dominada por la gravedad. Los fluidos densos se hunden y los fluidos ligeros se elevan; Todo lo demás es un efecto secundario de ese movimiento básico.|

En el espacio, la gravedad se aminora y otros, fenómenos más sutiles dominan. Las fuerzas intermoleculares pueden mantener unidas capas o globos de fluidos que, en la Tierra, sería atraído aparte por su peso. Estas estructuras delicadas pueden durar mucho tiempo, simplemente porque flotan en vez de chocar contra el piso de su envase.

Eso no quiere decir que los fluidos livianos están quietos. Al contrario, en un envase conteniendo dos fluidos diferentes, como miel y agua, los científicos esperan que corrientes extrañas y complicadas fluyan. 'Las diferencias diminutas en la composición del fluido o la temperatura, en teoría, pueden inducir tensiones que causan convección,' explican Pojman. Este efecto, llamado “stress Korteweg', es inobservable en la Tierra porque los movimientos flotantes la abruman. Pero en el espacio podría ser importante.

¿Qué diferencia a la hora del té en órbita? El astronauta Don Pettit nos lo mostró en 2003 cuando él se filmó a sí mismo tomando té a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). En lugar de sorber de una taza, Pettit usó palillos para arrancar gotas del tamaño de la uva de té en el medio del aire, sonriendo abiertamente cada vez que él hacía estallar una en su boca. Recuerda Pojman viendo la película. “Quise subir directamente rápidamente allí e iniciar a experimentar', dice.

Usando palillos, el astronauta Don Pettit agarra un globo descarriado de té a bordo de la Estación Espacial Internacional. [Más]

La comprensión de cómo se comportan los fluidos, individualmente o en mezclas, es importante para el programa de exploración espacial, especialmente ahora que la NASA tiene intención de devolver a las personas a la Luna y más adelante a Marte.

“Vamos a tener que confeccionar cosas en el espacio', explica Pojman, 'y eso significa tener tratos con fluidos'. Por poner un ejemplo, él propone plásticos - un componente crucial de hábitats, blindajes contra la radiación, exploradores, etc. Los plásticos se forman usualmente combinando fluidos diferentes o fluidos y partículas finamente dispersas, calentando luego la mezcla. “Si usted alguna vez ha usado BondoTM para reparar su coche, entonces usted lo ha hecho esto por usted mismo: Usted mezcla una resina con peróxido para crear una sustancia plástica pegajosa, ' agrega Pojman.

La mezcla es también necesaria para ciertos tipos de investigación médica en el espacio - 'especialmente el crecimiento de cristales de proteína en microgravedad,' apunta Pojman. Cuándo dos fluidos son juntados, ¿'las Corrientes Korteweg' fluyen? ¿Se disuelven los fluidos uniformemente? ¿Se rompen aparte en gotitas? Estos detalles realmente hacen la diferencia.

Pojman mismo no podría ir al ISS para investigar tales preguntas, así es que él ideó un experimento que los astronautas podrían hacer por él: Fluidos Mezclables en el Experimento de Microgravedad o MFMG para abreviar. 'MFMG es un experimento muy simple,' dice. “Implica dos jeringas, una pajita, miel y agua. Todo estas cosas ya fueron a bordo del ISS”.

John Pojman exhibe el experimento del prototipo MFMG. Bob Powell, un experto de la NASA en los procedimientos en vías de desarrollo para los experimentos de microgravedad, mira sobre su hombro.

Una jeringa se llena de miel o una solución de agua de miel, el otro con agua pura. Las puntas de las jeringas están conectadas por un tubo pequeño (la pajita). Cuando todo está listo, un astronauta delicadamente lanza una burbuja de miel en el agua, o viceversa, y filma lo que ocurre. El oficial de ciencia del ISS Mike Foale hizo el experimento la semana pasada, y transmitió el vídeo a la Tierra.

“Ya hemos aprendido algo nuevo,' dice Pojman.

Hay un número en teoría de física de fluidos llamado 'el parámetro cuadrado del gradiente' o k. Es proporcional a la fortaleza de las fuerzas intermoleculares entre dos fluidos diferentes, como la miel y el agua. 'Cómo se comportan dos fluidos cuándo mezclan en una gravedad baja va a depender de k,' dice Pojman. “Nunca hemos podido medir k en la Tierra para un par de fluidos miscibles (mezclables). ¡Este valor podría ser cualquier cosa! Sino que simplemente observando el vídeo de MFMG hemos colocado un límite superior de k - debe estar a menos de 10-8 Newtons”.

La miel inyectada en agua durante el experimento MFMG a bordo de la Estación Espacial Internacional, marzo del 2003. Crédito de la imagen: NASA.

Él alcanzó esta conclusión de la manera siguiente: Si la k fuera mucho mayor que 10-8 Newtons, entonces las gotas de miel inyectadas en agua rápidamente asumirían una forma esférica. Pero no lo hicieron. Las gotas, apretadas en formas alargadas al atravesar la boquilla de la jeringa, permanecieron alargadas.

Algunos fluidos son más importantes que otros. Pojman está más interesado en monómeros y polímeros que podrían ser usados en la manufactura espacial. Tales fluidos son más simples, internamente, que la miel, así es que podrían prestarse a medidas 'más limpias' de constantes físicas de fluidos.
Es poco probable, sin embargo, que cualquier de esos otros fluidos sea tan divertido, o hipnótico, como la miel. ¿Quién sabe qué nueva física yace en sus dulces 'anillos de humo' girantes o sus cintas danzantes pegajosas? Eso es algo para pensar la próxima vez que se relaje con una taza de té… y trate de alcanzar la miel.

Nota de la redacción: El experimento de cocina-ciencia descrito en los pasajes inaugurales de esta historia es más conveniente hecho usando ' miel de oso ' - un recipiente lleno de miel de oso de plástico con una boquilla por encima, disponible en la mayoría de supermercados – puesta en el microondas durante alrededor de 30 segundos. La miel calentada fluye fácilmente a través de la boquilla con una viscosidad sólo un poco más grande que el agua. Lance un chorrito de miel, delicadamente, en una taza transparente llena de agua del grifo fresca. Usted pronto verá anillos y una variedad de otras formas extrañas.