Que los pilotos de cazas rompen a menudo la barrera del sonido es algo que tenemos más que claro. Sin embargo, superar esta velocidad en otros vehículos es mucho más complicado. Los coches de Fórmula 1, por ejemplo, alcanzan velocidades elevadísimas, pero no llegan tan lejos. Aunque sí que hay un momento en el que un piloto de fórmula 1 puede superar la velocidad del sonido: cuando descorcha una botella de champán para celebrar su victoria.
Lo ha demostrado recientemente un equipo de científicos franceses (como no podía ser de otra forma) en un estudio aceptado para su publicación en Physics of Fluids. En él, analizan el patrón de ondas de choque que se produce desde el momento en que el corcho comienza a separarse de la botella de champán hasta que sale despedido lejos de ella.
Para ello han usado una cámara de alta velocidad, capaz de captar todos los detalles que el ojo humano no puede detectar. Así han visto que las ondas de choque del gas llegan a alcanzar velocidades muy por encima de la del sonido y que incluso se forman patrones similares a los del despegue de un cohete o una bala que sale despedida de un arma de fuego.
¿Por qué usan una cámara de alta velocidad?
A veces puede sonar contra intuitivo que para ver todos los detalles de un vídeo a cámara lenta se necesiten cámaras de alta velocidad. ¿En qué quedamos, rápido o lento?
Pero lo cierto es que sí necesitamos alta velocidad. Por decirlo de un modo sencillo, hace falta una alta velocidad de disparo. Y es que lo que hacen estas cámaras es captar muchos fotogramas en muy poquito tiempo. Así, se consigue ver todos los detalles y calcular su velocidad.
En este caso, se puede ver cómo el corcho de la botella de champán se separa poco a poco. Inicialmente sigue impidiendo el flujo de gas, después interacciona con él y finalmente se aleja. En ese proceso se generan ondas de choque que pueden superar la velocidad del sonido. Pero veamos cómo.
Cuando el champán va más allá de la velocidad del sonido
Lo primero que vieron estos científicos es que, a medida que el corcho se separa de la botella de champán, se forma una onda de choque en forma de corona con velocidades de casi 1.500 kilómetros por hora. Esto es mucho más que lo que alcanza un coche de Fórmula 1 y también mucho más que la velocidad del sonido. Así que sí, en ese punto están emulando en cierto modo a los pilotos de cazas. Pero la cosa no queda ahí.
Esas ondas se combinan para formar un fenómeno conocido como diamante de choque. Esto generalmente ocurre en las columnas de combustión de los sistemas de propulsión aerospacial, cuando la presión de los gases expulsados es diferente a la ambiental. En definitiva, se forma un patrón de ondas característico de los cohetes.
En un inicio las ondas de choque pueden llegar a alcanzar los 1.500 km/h
Pero el proceso sigue. Dos tercios de milisegundo después, el corcho de la botella de champán ya se ha separado algo más y puede formarse un flujo cilíndrico. Pero no está lo suficientemente lejos para salir del camino del gas. En ese punto se forma algo conocido como arco de choque. Este tipo de onda es más común en fenómenos cósmicos o cuando una bala sale de un arma de fuego.
Y precisamente por eso es tan interesante este estudio. Una botella de champán es un artículo muy fácil de conseguir con el que se pueden estudiar diversos fenómenos mucho más complejos en los que se supera la velocidad del sonido, desde los lanzamientos de cohetes hasta la trayectoria de las balas.
Aunque no seas piloto de Fórmula 1 ni deportista seguro que en algún momento, en un futuro no demasiado lejano, abres una botella de champán. Cuando lo hagas, recuerda que podrías estar superando la velocidad del sonido. Más motivos para evitar saltarle un ojo a alguien.