A vida a números de Reynolds baixos

Imaginem nadar em mel. Seria certamente complicado. O mel é altamente viscoso, quando comparado com a água, portanto o esforço necessário para se deslocar num hipotético mar de mel seria muito grande. Mas o factor mais relevante é que as forças inerciais deixam de dominar sobre as forças de atrito devidas à viscosidade. O que quero dizer com isto? Se pegarem num barco de brincar, ou numa prancha de surf e os empurrarem, numa piscina, ou num lago, quando os largarem eles continuarão a deslizar sobre a água durante algum tempo. Isto é a inércia: a resistência que um corpo tem a abandonar o movimento que lhe foi imprimido.

No mel a coisa não se passaria da mesma maneira; a prancha pararia quase de imediato, já que o atrito devido à viscosidade “agarra” a prancha. Assim, se dessem uma braçada nessa tal piscina deslocar-se-iam muito pouco. O número de Reynolds (R) é um número adimensional que relaciona as forças de atrito devido à viscosidade com as forças inerciais. Assim, quando R»1 (muito maior que um) estamos num ambiente dominado pelas forças de inércia, como na água, e quando R«1, num ambiente de alta viscosidade, como no mel.

Ora esta relação não depende apenas das propriedades do fluido, mas também do objecto que nele está imerso. Assim, se escalarmos as dimensões, o comportamento não é o mesmo. O que acontece, por exemplo, ao nível microscópico, é que para um organismo pequenino como uma bactéria, mesmo a água lhe parece mel. Assim não pode nadar como nós, mas tem de desenvolver outras estratégias.

Outras curiosidades resultam de o facto de a baixo número de Reynolds, os fluxos são laminares e não turbulentos. O que isto quer dizer, por exemplo, é que se a água de um rio estivesse num regime laminar, a água que segue junto à costa, não se misturaria com a água no centro do leito.

Sugiro que vejam o seguinte filme, com dois exemplos muito curiosos de efeitos que occorrem em fluidos viscosos, descritos num delicioso sotaque britânico:

[1] — O filme acima é um excerto de um de muitos filmes feitos pelo grande físico Geoffrey Ingram Taylor. Estão todos disponíveis no National Committee for Fluid Mechanics Films.
[2] — Para quem estiver interessado em saber mais, aqui fica um artigo muito interessante e acessível, do qual roubei o título: Life at low Reynolds number.

Comentários a “A vida a números de Reynolds baixos” (5)

  1. Vasco Grilo diz:

    Francisco, à muito tempo, no final dos anos 80, quando a Engenharia ainda não era associada com a Inginharia, frequentei durante 5 longos anos (agora, on hindsight, foram de uma curteza assustadora), os corredores e aulas do Instituto Superior Técnico, em Lisboa. Depois de 2 anos de batalha contínua com as Análises Matemáticas I, II, III e IV, a Álgebra, o Cálculo Integral, a Química Física, Orgânica e Analítica, a Física do Estado Sólido, das Partículas e das suas ondas, a Temodinâmica, a Óptica e o Electromagnetismo, foi precisamente a cadeira de Fenómenos de Transferência e de Superfícies que finalmente me deu esperança que um dia, estudar Engenharia, fosse talvez divertido. E a verdade é que acabou por o ser. E além disso, o Reynolds era um número intuitivo, fácil de compreender e fácil de absorver, compatível enfim com uma vida um pouco mais saudável, feita entre os cafés da Av. de Roma, de manhã e os Vodka Tónicos, no Bairro Alto, á noite.
    Obrigado!

  2. Turmalina diz:

    É sério, Francisco, mas eu adoro este tipo de informação que coloca aqui. Eu acabei enveredando para a Comunicação Social, mas aos 18 anos entrei em primeiro lugar na faculdade de Biologia.Indecisa e imatura acabei trocando os laboratórios pelas câmeras.

  3. Pedro Norton diz:

    Francisco: Tens de escrever mais. Farto-me de aprender. E da próxima vez que beber um vodka, cheira-me que voou estar a ingerir uma data de reynolds pequeninos. Estraga-me um bocado o prazer mas a partir do segundo isso passa.

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