Talvez das muitas facetas de Leonardo da Vinci, a de pintor seja a mais conhecida graças a pinturas como La Gioconda ou A Última Ceia. Mas seja pelo desejo perfeccionista nesse aspecto ou pela simples curiosidade, Da Vinci também se destacou como cientista. Seus estudos sobre anatomia humana São minuciosos, mas há um aspecto da ciência natural que não conseguiram resolver: o movimento das bolhas.
O gênio florentino ficou tão intrigado com o assunto que o problema recebeu o nome de Paradoxo de Leonardo. Um paradoxo que conseguimos resolver no ano passado graças a pesquisas pioneiras. Mas em que consiste exatamente o paradoxo feliz? Em primeiro lugar, baseia-se no movimento das bolhas. Não de bolhas como bolhas de sabão, mas de bolhas de ar presas na água.
Uma bolha, neste contexto, é uma quantidade de gás (ar) preso sob um líquido (água) cuja extensão é limitada pela tensão superficial da água. Como a água pesa mais que o ar, as bolhas sobem. O problema, observou Da Vinci, era que esse movimento Nem sempre foi uniforme. ou retilínea, mas em algumas ocasiões a bolha mostrou uma estranha tendência a ziguezaguear.
Por que e como as bolhas executavam essa dança ao subir tornaram-se um enigma para os pesquisadores. Até agora. Alguns pesquisadores desvendaram o enigma, conforme anunciado em 2023 pela Universidade de Sevilha.
Decifrando as bolhas
Em um estudo publicado na revista Anais da Academia Nacional de Ciênciasos pesquisadores perceberam as chaves para o movimento das bolhas. A primeira, já observada por Da Vinci, é o tamanho: só a partir de um determinado tamanho é que as bolhas começam a desviar-se (ao contrário, por exemplo, das bebidas carbonatadas, onde as bolhas sobem em linha recta).
Mas a partir de 0,926 milímetros de diâmetro as bolhas tornam-se instáveis, segundo cálculos do novo estudo. O movimento surge devido a uma interação entre o fluxo da bolha e sua deformação. Aí reside a segunda chave para a descoberta: quando a bolha é inclinada ela deforma-se, gerando uma assimetria que implica que os seus diferentes lados fluem de forma diferente. Ou seja, a hidrodinâmica da bolha muda, fazendo com que ela mude de direção.
À medida que ganha velocidade, a pressão do líquido sobre a bolha muda, exercendo uma força que deforma novamente a bolha, desta vez devolvendo-a à sua forma original. Isso faz com que a bolha pare de inclinar-se e retorne à sua ascensão original. Depois disso o processo é repetido novamente.
Para chegar às conclusões, os pesquisadores partiram das equações de Navier-Stokes. Uma estrutura matemática complexa usada para descrever o movimento de fluidos viscosos levando em consideração o atrito. Devido à sua complexidade, este não é o único problema que estas equações ainda precisam resolver.
E isto é precisamente uma das conquistas potenciais desta pesquisa. Além de prever o movimento de simples bolhas de ar na água, compreender as interações entre fluidos (e gases) pode ajudar a resolver todos os tipos de incógnitas, desde como os poluentes se difundem no mar até como os contaminantes permanecem no ar. Talvez esta última dúvida também tivesse intrigado o próprio Leonardo.
Imagem | Leonardo da Vinci
Em Xataka | Leonardo da Vinci estabeleceu “o domínio das árvores” há 500 anos. Agora descobrimos que ele estava errado
*Uma versão anterior deste artigo foi publicada em janeiro de 2023