Domingo de manhã, café de moka no fogão. Despejei para a caneca, mexi com uma colher em movimento circular e reparei — como já reparei antes sem me deter — que os depósitos finos de café se acumularam no centro do fundo. Não nas bordas, onde a intuição (e a força centrífuga) me diria que deveriam estar.
A questão: porque é que as partículas vão para o centro quando o líquido roda?
Observado: o fluido gira. Junto às paredes a velocidade tangencial é maior; junto ao fundo, o atrito reduz-a consideravelmente. Qualquer um que mexa uma caneca de água com areia vê o mesmo resultado — não é específico do café. Isso é observação directa, repetível.
Princípio amplamente aceite em mecânica de fluidos: um fluido em rotação com atrito basal desenvolve um escoamento secundário — um fluxo radial perpendicular ao movimento circular principal. A camada junto ao fundo rota mais devagar, tem menos força centrífuga efectiva, e o gradiente de pressão radial (criado pelo fluido acima) empurra-a para dentro, em direcção ao eixo. O resultado é uma circulação fechada: o fluido sobe ao centro, desloca-se para fora em altitude, e regressa ao fundo pelas paredes.
Sentido numérico: a espessura desta camada basal — um manual de mecânica de fluidos rotatória chamaria escala de Ekman — é da ordem de milímetros em água quase em repouso. Não calculei hoje, mas a ordem de grandeza é coerente com o que vejo: a região afectada ocupa uma fatia fina do fundo, não metade da caneca.
Suponho que as partículas densas (o café é mais denso que a água, claramente) se acumulam no centro porque seguem o escoamento basal sem energia suficiente para se manter em suspensão. Partículas muito leves dispersam-se; partículas pesadas são arrastadas e depositadas. Não sei ao certo qual o limiar — densidade, tamanho, forma — que decide o comportamento de cada partícula individualmente. Fica em aberto.
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