Ci divertiamo con i fluidi non fluidi?

di Gabriele Caliri

Se lo chiedessimo a Sir Newton, forse storcerebbe un pò il suo naso, dato che il feeling nei confronti dei fluidi non era di certo il suo forte, ma bisogna dare atto che nonostante i suoi truismi in merito al comportamento dei solidi, dedicò seppur in minima parte, un’intensa ricerca riguardo lo stato fluido della materia, di cui fieramente ne riconobbe la paternità (fluidi Newtoniani), permettendo qualche secolo dopo al giovane Daniel Bernoulli, di mettere a segno per la prima volta nella storia, la nota equazione che ne avrebbe descritto il loro comportamento, dalla quale presero forma svariate applicazioni idrauliche, come il tubo di Pilot, il teorema di Torricelli, il tubo di Venturi e così via.

Ripensando alla sua singolare stravaganza e curiosità nell’affascinarsi di ciò che lo circondava, siamo autorizzati forse a supporre che anche il buon padre della fisica avrebbe giocato con quelli che sono definiti “fluidi non Newtoniani”. Pensate che il fluido non Newtoniano, è un fluido in cui la sua viscosità, varia al variare della pressione ad esso applicata, di conseguenza non ne possiede un valore ben definito, poiché essa stessa è funzione appunto della pressione. Ricordando che per viscosità si intende la difficoltà che una massa fluida incontra scorrendo in un condotto, causata dalle forze di coesione esistenti tra le molecole del fluido, le quali esplicano un’azione frenante degli strati di sostanza gli uni sugli altri, ed inoltre possiede una dipendenza lineare con il tempo di caduta.

Molti video ormai divenuti virali impazzano sul web, di gente che riesce a camminare su superfici fluide, “marciando” un po’ sulla falsa linea della fantascienza, provocando effetti sorpresa e illudendo i profani di chissà quale bizzarra magia si stia compiendo, ma alla base di tutto si trova proprio questo ambiguo stato della materia, che di certo incuriosisce i followers, indirizzandoli verso una visione macroscopica sicuramente forviante e spiazzante. Le proprietà di tali fluidi sono abbastanza singolari e li pone in una via di mezzo tra un fluido ed un solido, infatti, si possono versare, gocciolano, assumono la forma del recipiente che li contiene, gli oggetti più densi affondano, tutto ciò fin quando un operatore esterno li manipola con dei gesti che sono abbastanza lenti e costanti, ma non appena si scegliesse di agire applicando delle forze elevate, assumono il comportamento vero e proprio di un solido, salvo il fatto che non appena si diminuisse l’intensità della forza applicata, ritornerebbero alle proprietà iniziali. Una ricetta piuttosto diffusa, riporta la preparazione di un impasto con acqua e maizena ( amido di mais), che riproduce alla perfezione tutte le caratteristiche sopra definite, per un fluido non Newtoniano. Versando in un contenitore, 250 gr di amido di mais e due bicchieri di acqua tiepida, si ottiene un fluido che non appena viene sollecitato oppone una resistenza, che sarà tanto maggiore quanta più elevata sarà la pressione in esso applicata.

Ma perché si verifica tutto ciò?

E’ il motivo per cui quell’uomo riesce a camminare sul pelo libero del fluido senza affondare. La spiegazione, come detto pocanzi va ricercata in una visione nanometrica della materia, poiché alcune particelle di amido, non riuscendo a sciogliersi del tutto, vanno a costituire un gel formato da un reticolo che intrappola al suo interno delle molecole di H2O, comportando effetti tali, che, se agissimo con un’ azione violenta sulla sua superficie, non daremmo il tempo utile alle molecole di acqua di sganciarsi da tale reticolo, impedendo cosi all’oggetto di penetrare. Invece se agissimo lentamente, lasceremmo del tempo alle particelle di svincolarsi, provocando dei vuoti e concedendo dello spazio al reticolo per deformarsi permettendo cosi all’oggetto di affondare. Di certo tutto ciò ci pone di fronte alla diversità, e come tale, va proposta e diffusa, rendendo soprattutto noti quelli che sono gli aspetti della cultura scientifica e come essa giornalmente ci conduca a fenomeni cosi singolari, che ad un primo approccio possono apparirci inverosimili, ma che in realtà ci riservano dei retroscena piuttosto curiosi.