El reto viral de la botella de agua desde la física

• Los académicos UOH, Pablo Gutiérrez y Gustavo Castillo, junto a un equipo de investigación multi-universitario, publicaron -en destacada revista científica- los resultados de su investigación sobre cómo dominar la distribución de líquidos al interior de un recipiente disminuye su rebote.

El reto de la botella de agua se volvió viral en las redes sociales el año 2016, cuando miles de videos de aficionados circulaban lanzando una botella de plástico medio llena de agua, de forma tal que girara en el aire para caer de pie en el suelo. Los resultados de este desafío van más allá del azar y de ciertas técnicas de lanzamiento, tiene relación con los resultados de interesantes investigaciones en el ámbito de la física.

Los académicos del Instituto de Ciencias de la Ingeniería (ICI) de la Universidad de O’Higgins (UOH), Pablo Gutiérrez y Gustavo Castillo, publicaron recientemente junto a los investigadores de la Universidad de Santiago de Chile, Klebert Andrade, Leonardo Gordillo y Javiera Catalán; de la Universidad Tecnológica Metropolitana, Juan Marín, y de  la Universidad Autónoma de Chile, Vicente Salinas; las conclusiones de su  investigación titulada “Swirling fluid reduces the bounce of partially filled containers”, en la destacada revista científica Physical Review Letters,  donde demuestran cómo la distribución espacial de líquidos dentro de contenedores parcialmente llenos, permiten reducir significativamente el rebote de ese recipiente.

“Esta investigación nace de la curiosidad”, comenta el Doctor en Física, Pablo Gutiérrez. “Surge principalmente de nuestra búsqueda por entender la influencia de la mecánica de fluidos en el éxito o fracaso de un juego: el water bottle flipping challenge o desafío de la botella. Ese desafío consiste en lanzar una botella, de un giro completo, y que caiga de pie. Algunos videos de youtube permitían intuir que la distribución del agua previa al impacto jugaba un rol y nosotros decidimos estudiar esta hipótesis con las herramientas de la física experimental”, puntualiza el académico.

Gustavo Castillo, Doctor en Ciencias mención Física explica además que “el artículo publicado en esta importante revista científica, se enfoca en el impacto del recipiente al caer a la superficie. Junto a investigadores de diversas universidades del país, estudiamos cómo la distribución de líquido en un contenedor es determinante cuando ese contenedor sufre un impacto. Esta investigación la realizamos de manera experimental y consistía en utilizar una botella parcialmente llena con agua, que hacíamos rotar, de manera de controlar la distribución del líquido en su interior. Nuestros resultados muestran con claridad que la distribución del agua afecta el impacto y, entonces, a mayor velocidad de rotación, observamos que el contenedor rebota cada vez menos. Para finalizar, presentamos un modelo colisional que nos permitió sustentar nuestra comprensión del fenómeno”.

Sobre el alcance de la investigación, los académicos señalan que “los fluidos están siempre en interacción con otras estructuras. Desde un río que sigue su cauce, hasta una gota que impacta la hoja de una planta. Ahora, nuestra investigación trata de líquidos en contenedores. Eso es más particular, pero relevante, porque siempre se requiere transportar líquidos. Y si bien nuestro experimento es un caso particular, éste sí nos entrega una conclusión más general en cuanto esclarece que si somos capaces de controlar la distribución del líquido y tener el espacio para que se mueva rápido, podremos crear un mecanismo de atenuación de impactos”.

Cabe resaltar que la publicación científica fue destacada por el editor y seleccionada para la cobertura especial a los videos obtenidos durante el trabajo, que han tenido una excelente recepción por parte de la comunidad científica.

Los académicos se encuentran actualmente trabajando junto a un estudiante de Ingeniería Civil Mecánica de la Universidad de O’Higgins, Patricio Morales, en el estudio del movimiento libre de la botella que viene a completar su investigación anterior, lo cual esperan concluir prontamente.