Um barco flutuar ao contrário? Sim, é possível acontecer num líquido a levitar

É uma descoberta que começou quando cientistas estudavam o impacto que as vibrações podem ter sobre o comportamento dos líquidos. E, aparentemente, conseguiram desafiar a lei da gravidade ao colocarem pequenos barcos de plástico a flutuar de cabeça para baixo numa camada de líquido a levitar. Não é magia, é matemática.

Os investigadores da Universidade de Paris, cujo estudo foi publicado na revista Nature, já sabiam que, com um certo tipo de vibração, as bolhas podem mergulhar em líquidos, enquanto partículas pesadas flutuam para a superfície. Agora, com esta experiência, os barcos parecem desafiar as leis da gravidade enquanto balançam na água acima deles com as velas para baixo.

Os investigadores dizem que a descoberta pode ter implicações práticas, desde o processamento de minerais até à separação de resíduos e poluentes da água e outros líquidos.

"Estávamos a brincar", conta Emmanuel Fort, investigador da equipa que descobriu o efeito na Escola Superior de Física e Química Industrial de Paris. "Não fazíamos ideia se funcionaria mas descobrimos que, de uma forma muito contraintuitiva, os objetos podem flutuar de cabeça para baixo. Isto é novo e interessante."

A principal novidade que este estudo traz não é a fórmula para fazer um líquido levitar, mas a modulação matemática exata que deve ser seguida para que um objeto flutue de forma inversa à gravidade.

Para criar a ilusão de levitação, os cientistas despejaram líquidos com uma densidade específica (óleo de silicone ou glicerol). Como normalmente seria o caso, o líquido depositou-se no fundo do frasco. Porém, em certas circunstâncias - como é detalhado na publicação científica -, ao vibrar o recipiente de líquido verticalmente, e a uma certa velocidade, é possível que o líquido levite e fique preso entre duas camadas menos densas, como se fossem colchões de ar ou líquido de densidade diferente.

Ao inserir um objeto, no caso um modelo de barco, a experiência revelou que esse solavanco vertical também faz que exista flutuabilidade na superfície do fundo do líquido levitado, como se a gravidade tivesse sido invertida. Isso deve-se à alta pressão exercida pelo ar no fundo do recipiente.

Assim, na origem do efeito aparente de antigravidade estão as vibrações verticais aplicadas. Porém, este fenómeno só é possível se forem aplicadas as forças indicadas, de acordo com a modelagem matemática que descreveram. Se forem variadas, o equilíbrio perde-se.

"Esta configuração é um novo campo para a descoberta de novos fenómenos e aplicações", considera Fort, exemplificando com o transporte de gases ou de líquidos.

"A ideia é que, como a flutuabilidade de cabeça para baixo é estável e o gás pode ficar preso de forma semelhante nos líquidos, o transporte poderá ser possível nesta nova configuração. Da mesma forma, objetos flutuantes também podem ser substituídos por outro líquido, como pedaços de plástico, lama ou óleo ", conclui.