Un fluido simple puede fracturarse como un sólido quebradizo

Fuentes: We Know Simple Fluids Can Flow. Turns Out, Some Can Fracture.

Investigadores de la Universidad Drexel han demostrado que ciertos fluidos simples, sin apenas elasticidad, pueden fracturarse bajo tensión, un comportamiento que hasta ahora se atribuía solo a sólidos frágiles o a fluidos viscoelásticos. El hallazgo surgió de forma accidental durante un experimento en colaboración con Exxon Mobil, cuando Thamires Lima estiró entre placas metálicas una mezcla viscosa de hidrocarburos y escuchó un chasquido: el líquido se había roto. El equipo repitió la prueba decenas de veces y, con cámaras de alta velocidad, confirmó que se trataba de una fractura frágil similar a la del vidrio o la porcelana.

El trabajo cuestiona la hipótesis vigente desde 2016 de que la elasticidad era requisito indispensable para que un fluido se quebrara. Los investigadores sugieren que la energía cohesiva entre las moléculas podría ser el factor determinante, una idea propuesta en los años noventa por Daniel D. Joseph. Cuando las moléculas se separan, aparecen burbujas por cavitación; si se forman con suficiente rapidez, la grieta se propaga a velocidades de 500 a 1.500 metros por segundo, muy por encima de los 0,07 metros por segundo observados en poliestireno fundido.

Tanto fluidos complejos como simples se rompen a una tensión crítica de 2 megapascales. Solo el líquido menos viscoso de los ensayados resistió sin fracturarse, lo que apunta a una relación entre viscosidad y capacidad de agrietarse. El estudio redefine los límites entre sólidos y líquidos y abre nuevas líneas en reología, industria del petróleo y diseño de procesos donde la cavitación es un problema.