La turbulencia aparece en el oleaje, en corrientes oceánicas, en la atmósfera y en una enorme cantidad de sistemas donde un fluido se mueve de manera irregular. Durante décadas, una de las ideas más firmes de este campo fue que la energía sigue direcciones previsibles entre estructuras grandes y pequeñas. Un nuevo estudio sugiere que esa regla puede ser más flexible de lo que parecía.
El trabajo, difundido por la University of Pittsburgh y publicado en Science Advances, mostró que en un flujo bidimensional es posible invertir la dirección del transporte de energía si cambia la relación geométrica entre fuerzas y deformaciones dentro del fluido. Para llegar a esa conclusión, el equipo reformuló el problema con herramientas matemáticas que describen cómo se alinean esas tensiones internas y luego puso a prueba la idea en experimentos de laboratorio y simulaciones.
Los ensayos se hicieron con una capa delgada de agua impulsada por fuerzas electromagnéticas, un sistema que permite estudiar turbulencia en dos dimensiones. Allí, los investigadores observaron que, bajo ciertas condiciones, la energía no circulaba por la vía esperada según el marco clásico, sino en la dirección opuesta. El resultado no elimina la teoría previa, pero sí indica que su comportamiento depende más de la geometría del flujo de lo que se asumía.
La importancia del hallazgo va más allá de una discusión teórica. Comprender mejor cómo se reparte la energía en sistemas turbulentos puede ayudar a afinar modelos del océano y del clima, y también a pensar formas de manipular fluidos en escalas muy distintas, desde corrientes costeras hasta dispositivos microfluídicos donde mezclar líquidos sigue siendo difícil.
La cautela principal es que el trabajo describe un régimen experimental específico y no demuestra que cualquier sistema turbulento pueda controlarse de este modo. Harán falta más estudios para saber hasta dónde se generaliza el fenómeno y si puede incorporarse de forma robusta a modelos predictivos usados fuera del laboratorio. Aún así, el resultado abre una puerta poco común en un problema físico que lleva décadas resistiéndose a explicaciones simples.
New discovery upends an 80-year-old theory of turbulence · ScienceDaily
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Si, X., De Lillo, F., Boffetta, G., & Fang, L. (2025). Manipulating the direction of turbulent energy flux via tensor geometry in a two-dimensional flow. Science Advances, 11(30), eadv0956. https://doi.org/10.1126/sciadv.adv0956
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