El ignorante voluntario: una cuestión de «presión»

Esta será la primer entrada donde contaré mis dos experiencias con los buscadores del movimiento perpetuo y aledaños, en cumplimiento de la promesa con la cual cerré un anterior artículo. Será la más simple de comprender pero no por ello estará exenta de un poco de «teoría»… pero a no preocuparse, que es algo absurdamente simple.

Preludio: un simpático italiano jubilado

Hace unos años, un amigo se puso en contacto con migo porque un conocido suyo le había comentado de un desarrollo que había hecho. Supuestamente se trataba de un sistema generador de alta eficiencia y esta persona necesitaba de alguien capaz de escribir una revisión técnica de su invento para presentarlo a posibles interesados: siendo yo físico, este amigo pensó en mí. El tema me sonó extraño (si el individuo en cuestión fue capaz de realizar un «importante desarrollo», ¿por qué necesitaría de alguien externo para redactar un informe?), pero dado que en esos momentos estaba desempleado me dije «qué tengo de perder» y fui a hablar con esta persona.

La reunión fue en un concurrido bar donde el ruido general apenas me dejaba oír lo que se decía. El hombre, un simpático septuagenario italiano comenzó a hablar con entusiasmo de su sistema, mostrando un confuso vídeo en su teléfono donde todo lo que se veía era un gran brazo de palanca, un barril en uno de sus extremos, un largo tubo que salía del barril y… una botella de agua. Luego, comenzó a hablar con entusiasmo de la potencia que podría sacar de su aparato una vez «optimizado».

Aquí sonó en mi mente una fuerte alarma: ¿realmente esta persona estaba diciendo que su sistema, formado por unos cuantos trozos de metal oxidados daba más energía de la que consumía para su funcionamiento?

Pero todo quedó claro al oír de su boca la siguiente frase (la traduzco al castellano): «olvidémonos por un momento de Newton y pensemos a Stevin».

Introducción: tocando el tema en «profundidad»

Todos oímos hablar de presión en estos días: la presión atmosférica es un parámetro útil para determinar las posibilidades de lluvia, la presión arterial nos alerta de los posibles problemas de salud si no dejamos de comer tanta sal, etc. Básicamente, presión es el efecto de una determinada fuerza distribuida en una determinada superficie: una misma fuerza aplicada en una superficie más pequeña dará una mayor presión, y es por eso que para caminar por la nieve blanda se necesitan raquetas de nieve y no zapatos de tacones, o el porqué resulta relativamente simple el introducir un clavo en un leño pero no así el martillo entero.

Ahora bien, supongamos que tenemos una cantidad de agua en un contenedor, como podría ser un barril (¿se ve ya por dónde viene el hilo?). Dado que el agua pesa y que el peso es una fuerza, si consideramos una superficie cualquiera dentro del barril y la movemos la presión ejercida por el agua sobre la misma claramente aumentará con la profundidad.

Presión-1

Esquema (exageradamente) simplificado del cálculo de la presión en función de la profundidad en un líquido incompresible

Siguiendo el dibujo aquí presentado es fácil ver cómo varía la presión al aumentar la profundidad en el agua y llegar a la siguiente expresión, donde P_0 es la presión atmosférica (la que viene del peso del aire), \rho es la densidad del líquido (cuál masa en cuál volumen), g es la aceleración de la gravedad terrestre y h es la profundidad en el líquido

P = P_0 + \rho g h

En algunos libros, suele darse a esta expresión el nombre de «ley de Stevin». Llamar «ley» a esta expresión sea quizás un tanto mucho, ya que son varias las aproximaciones de las cuales depende. Por ejemplo, una de ellas es el decir que la densidad del medio es constante (de hecho, esta expresión no funciona para la atmósfera, solo para líquidos incompresibles). Otra aproximación (fácil de cumplir) es que el contenedor es lo suficientemente grande como para no tener problemas de capilaridad. Pero por sobre todas las cosas esta expresión es un consecuencia directa de la segunda ley de Newton: si «olvidamos a Newton por un momento» ciertamente tendríamos que olvidarnos también de Stevin (o de «Stevino», para el amigo italiano)…

El razonamiento equivocado

Muchas confusiones surgen, y esto puedo verlo en mis alumnos, del simple hecho de que esta fórmula depende solo de la profundidad y no de la forma del recipiente. De hecho, cerrando bien el barril y llenándolo hasta el borde, con solamente conectar a él un delgado (aunque no tanto como para tener capilaridad) tubo podemos hacer que la presión en el interior del barril aumente considerablemente agregando solo una pequeña cantidad de agua.

Presión-2

Cambiando ligeramente la geometría, con pequeñas cantidades de líquido se pueden lograr enormes aumentos de la presión

Lo que decía este individuo era muy simple y va más o menos por estas líneas: si agrego un tubo delgado y alto al barril, con muy poca cantidad de agua puedo lograr aumentar enormemente la presión en su interior, ¡y este enorme aumento de presión sobre la superficie del fondo del barril dará una enorme fuerza hacia abajo que puedo utilizar para mover un generador!

Bueno, no.

El punto es que la presión no aumenta solo en la superficie de base del barril sino también en la de la tapa del mismo, y, por supuesto, la mayor fuerza hacia arriba compensa la mayor fuerza hacia abajo por lo que sobre el barril sigue quedando una fuerza neta igual al peso del mismo más el peso del agua que se encuentra en él y en el tubo. Dejo al lector, o a los hijos en edad escolar del lector, el realizar los cálculos, que son bien simples.

Y es que, siguiendo lo indicado al principio, si ponemos el contenido de la botella de agua en un tubo delgado tendremos mayor presión en la base del mismo que si solo apoyamos la botella, pero a los efectos de las fuerzas resultantes sobre el sistema nada cambia.

Conclusión

El error del simpático italiano fue increíblemente simple y hasta un estudiante de 15 años que esté medianamente despierto podría notarlo y hacer las cuentas bien. Pero este no fue el verdadero problema de la aventura: lo que realmente me dio fastidio fue la total incapacidad del simpático italiano de escuchar (que oír, oyó) lo que se le decía.

Y esta es una característica inconfundible del ignorante voluntario: rechazar cualquier explicación que no cuadre con sus creencias, al punto de terminar acusando a los demás de aquello que en realidad ellos hacen, como «no escuchar», «ser cerrados» y otras cosas símiles.

De nada sirvió el tratar de explicarle que Stevin es una consecuencia directa de Newton. Inútil fue el sugerir una simple comparación entre el tiempo que tardaba su «máquina» en moverse al llenar el delgado tubo con el tiempo que se daría al simplemente apoyar la botella sobre el barril, ya que seguramente ambos tiempos serían idénticos. Esta persona, como buen ignorante voluntario jamás aceptaría hacer la prueba que lo demostraría equivocado o escuchar lo que le decían los demás, pero al mismo tiempo exigía a todos que aceptaran sus ideas en forma incondicional.

La última charla que tuvimos, luego de varios inútiles intentos de hacerle entrar en razón, fue por teléfono. Fallado mi último tentativo de hacerle ver su error inventé que desafortunadamente no tenía ya tiempo para dedicarme a la revisión de su «sistema», invitándolo a buscar a otra persona.

No sé qué fue de este simpático italiano. Tampoco puedo decir que me interese el saberlo.

Y aquí terminó mi primer experiencia con un acérrimo creyente en el movimiento perpetuo. La segunda experiencia fue notablemente más compleja y, porqué no decirlo, entretenida… veremos cuándo tendré el tiempo de ponerla por escrito. Edito, que ya está lista: El inventor del agua caliente.

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