La dinámica de fluidos cumplió con la historia de un equipo de investigadores que estudiaron la inundación de melaza de Boston, un desastre que cobró 21 vidas, hirió a 150 y destruyó edificios en el área de la calle comercial de Boston en 1919. Durante la 69ª Reunión Anual de la División de APS deFluid Dynamics, celebrada en Portland, Oregón, del 20 al 22 de noviembre de 2016, un trío de físicos de dinámica de fluidos en la Universidad de Harvard explicará cómo se inspiraron para estudiar este evento por un grupo de estudiantes universitarios que produjeron un video de parodia sobre la inundación paraun proyecto en su curso de dinámica de fluidos. El trío examinó este evento histórico, aunque no muy conocido, desde una perspectiva científica.
El 15 de enero de 1919, poco después de las 12:40 pm hora local, un tanque de almacenamiento gigante se derrumbó en el abarrotado North End de Boston, liberando más de 8.7 millones de litros de melaza. La ola inicial fue de 7.6 metros de altura, casi tan alta comoun poste de la portería en el fútbol americano, que se mueve a más de 15 metros por segundo, aproximadamente a 11 millas por hora, solo le tomó un momento a la melaza envolver el área de la calle comercial, aplastar edificios, dañar el tren elevado, matar a 21 personas e hiriendo a 150 más.Esta investigación requirió un enfoque único, que combina la investigación convencional de laboratorio con la investigación exhaustiva de registros históricos.
"Para reunir detalles relevantes sobre la inundación y sus consecuencias, leí cientos de páginas de relatos históricos y artículos de periódicos contemporáneos, estudié mapas centenarios de edificios en el área e incluso llamé al Servicio Meteorológico Nacional para solicitardatos meteorológicos ", dijo Nicole Sharp, comunicadora científica e ingeniera aeroespacial.
El estudiante graduado de Harvard Jordan Kennedy realizó un estudio reológico, estudiando las propiedades de flujo de la melaza negra para explorar su viscosidad y cómo se ve afectada por la temperatura. Realizaron experimentos en melaza fría y en expansión, comparando los resultados con modelos que incluyen la gravedad delliteratura ". El objetivo es tomar nuestro conocimiento y comprensión de los flujos de propagación altamente viscosos y aplicarlo a la inundación de melaza de Boston. En última instancia, queremos usar la inundación de melaza como un vehículo para la educación y el alcance de la dinámica de fluidos y usarlo para involucrar a los estudiantesy al público con física ", dijo Sharp.
Como fluido no newtoniano, la relación entre la viscosidad de la melaza y su velocidad de deformación no es constante, como lo es para la mayoría de los fluidos familiares. Más específicamente, la melaza se adelgaza por cizallamiento, lo que significa que se deforma más rápidamente, es decirfluye más rápido, reduce su viscosidad, lo que le permite fluir más rápido.
Sin embargo, a las temperaturas relevantes para la inundación de melaza de Boston, este efecto es extremadamente pequeño. Resulta que la temperatura tiene un efecto mucho mayor. La melaza de enfriamiento de 10 a 0 grados Celsius aumenta su viscosidad en un factor de 3, y comola melaza se enfría aún más, el aumento de la viscosidad se vuelve más extremo.
En el momento del colapso, la melaza almacenada en el tanque probablemente era más cálida que el aire circundante en aproximadamente 5 grados centígrados. Un envío nuevo de melaza había llegado del Caribe para completar el tanque solo dos días antes, y no habíaNo se enfrió completamente a las temperaturas invernales de Boston. Sin embargo, una vez que el tanque se separó y la melaza se derramó sobre la costa, se habría enfriado más rápidamente, especialmente en las bajas temperaturas después de la puesta del sol. La viscosidad de la melaza habría aumentado dramáticamente conEste enfriamiento complica los intentos de rescatar a las víctimas y comenzar la recuperación y la limpieza.
La física de la inundación de melaza es relevante para otros accidentes que afectan al público, incluidos los derrames industriales o la ruptura de diques, pero el objetivo final de este trabajo es educativo ". Una vez que profundicé en la historia de la inundación de melaza de Boston, fuisorprendido por lo rico que es el tema, especialmente para la educación en ingeniería ", dijo Sharp. Ofrece la oportunidad de abordar la dinámica de fluidos, la mecánica estructural, la ética de la ingeniería, la historia y el derecho, todo en un solo tema". Esperamos que, al arrojar algo de luzsobre la física de un evento histórico fascinante y surrealista, podemos inspirar una mayor apreciación de la dinámica de fluidos entre nuestros estudiantes y el público ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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