A diferencia de lo que ocurre en el vacío –en ausencia de aire–, en que los objetos, con independencia de su forma y masa, caen a la misma velocidad, en la atmósfera, donde existe la fricción con el aire, cualquier objeto que caiga se va acelerando hasta alcanzar una velocidad límite denominada velocidad terminal. Para una paracaidista en caída libre esa velocidad es de unos 200 km/h. La velocidad terminal depende de la forma del objeto (no es lo mismo un paracaidista con el paracaídas cerrado que abierto) y de la masa del mismo. Cuanta más masa tiene el objeto mayor es su velocidad terminal.
En el caso concreto de las gotas de lluvia –esféricas en su caída y no con forma de lágrima como suelen representarse–, uno esperaría que las más grandes, y por tanto las más pesadas, tuvieran una mayor velocidad terminal. Sin embargo, los especialistas encargados de medir estas cosas se sorprendieron al comprobar que las gotas pequeñas al llegar al suelo lo hacían a una velocidad superior a la terminal. En un principio se achacó este resultado a un error en las medidas efectuadas, quedando la cuestión abierta desde hace años e intrigando a los expertos. Recientemente, científicos de la Universidad Tecnológica de Michigan (MTU), en Houghton, y de la Universidad Nacional de México, han encontrado pruebas de que el fenómeno es real.
Durante tres años han estado recopilando datos sobre la velocidad y el tamaño de nada menos que 64.000 gotas de lluvia caídas en México DF en ausencia de viento. Para esta tarea usaron sistemas ópticos de medida, sistemas de análisis de partículas y sistemas recolectores. Además, crearon un algoritmo computacional ad hoc para analizar estos datos.
Los investigadores han descubierto que algunas gotitas, a las que llaman “gotas superterminales”, tienen velocidades superiores a la velocidad terminal propia en función de su tamaño (o masa). Así por ejemplo, se calcula que una gota con un diámetro de 100 micras tiene una velocidad terminal de 30 cm/s, pero estos investigadores encontraron gotas de ese tamaño viajando a 3 ó 4 m/s. Estos resultados los han publicado en Geophysical Research Letters (13 de junio).
Los responsables del estudio han propuesto un modelo conceptual para justificar los resultados obtenidos. Piensan que las gotas superterminales se forman cuando gotas más grandes colisionan y se rompen en varias gotitas que llevan la misma velocidad que la gota progenitora. A medida que la lluvia cae con mayor intensidad, la fracción de gotas pequeñas aumenta, en detrimento de la de gotas grandes, que disminuye. Esto es consistente con la explicación de la ruptura de gotas grandes veloces rompiéndose en gotas pequeñas por encima de su velocidad terminal.
El hallazgo, más allá de la simple curiosidad, tiene implicaciones prácticas. Los modelos de predicción del tiempo atmosférico dependen de simplificaciones sobre cómo las gotas de lluvia crecen o se mueven en su caída, por lo que un mejor entendimiento de este tipo de procesos, en los que las gotas interaccionan entre sí, puede mejorar los modelos y hacer que estos sean más fiables. Por ejemplo, todos los modelos asumen que las gotas caen a su velocidad terminal correspondiente y ahora se sabe que eso no es verdad.
FUENTE: NeoFronteras