Da pochi giorni è stata smontata “The Floating Piers”, l’istallazione dell’artista di origini bulgare Christo che ha permesso a centinaia di migliaia di persone di compiere a piedi il tragitto da Sulzano a Monte Isola attraversando il lago d’Iseo. L’opera consisteva in una passerella, lunga circa 3 chilometri e alta pochi centimetri dal pelo d’acqua, formata da blocchi di polistirene ricoperti di tessuto giallo. I blocchi, galleggiando e rimanendo ancorati al fondo, hanno permesso ai visitatori di compiere la traversata all’asciutto. Noi umani dobbiamo accontentarci di questi espedienti per provare l’ebbrezza di camminare sull’acqua, in natura invece ci sono animali che hanno sviluppato diverse tecniche per attraversare specchi d’acqua camminando e rimanendo (quasi) asciutti.
I gerridi, per esempio, sono degli insetti diffusi sugli specchi d’acqua calma o stagnante che riescono ad appoggiarsi e a muoversi sulla superficie d’acqua sfruttando la tensione superficiale. Per comprendere cos’è la tensione superficiale riempite un bicchiere d’acqua e appoggiate sul pelo libero del liquido un ago, avendo l’accortezza di farlo con calma e di tenerlo sempre in orizzontale. Noterete che l’ago non affonda, ma rimane appoggiato come se il liquido fosse ricoperto da una pellicola trasparente, è proprio quello che succede anche alle zampe dei gerridi. La tensione superficiale nasce perché le molecole d’acqua sono debolmente legate tra loro, meno che i solidi ma comunque più dei gas. Una molecola che si trova al centro di un bicchiere d’acqua sarà legata più o meno uniformemente in ogni direzione con altre molecole, sentirà quindi una forza risultante nulla, proprio come due squadre di tiro alla fune che si equivalgono. Le molecole in superficie invece non hanno legami sopra di esse, quindi non avendo nessuno che compensa l’attrazione verso il liquido sentiranno una forza risultante in quella direzione. L’acqua è quindi in grado di opporre resistenza a piccole sollecitazioni e cerca di tornare al suo stato di quiete piatta.
Diagramma delle forze nell’acqua, sia in mezzo al liquido che nell’interfaccia con l’aria. Fonte Booyabazooka
Il peso del gerride è abbastanza piccolo da rientrare nelle sollecitazioni sopportabili, inoltre le sue zampe sono coperte da piccoli peli idrofobi che, oltre a evitare che l’acqua aderisca alle gambe, ampliano la superficie d’appoggio riducendo la pressione a cui è sottoposta la “membrana” sul liquido.
Un altro camminatore (sarebbe meglio usare il termine “corridore”) sull’acqua è il Basiliscus plumifrons o Basilisco piumato. Non si tratta del mostro mitologico, ma di una lucertola verde che vive sugli alberi delle foreste nell’America Centrale. In caso di pericolo i basilischi più giovani, e quindi più leggeri, possono rizzarsi sulle zampe posteriori e compiere dei salti sulla superficie dell’acqua per lunghezze diqualche metro tenendo una velocità di pochi chilometri orari. Per correre sull’acqua il basilisco allarga le zampe palmate in modo da avere una grande superficie che colpisce l’acqua e crea un cuscinetto d’aria. L’acqua compressa sotto di esso risponde con una spinta verso l’alto che evita al basilisco di affondare, a questo punto solleva la zampa che non entra mai in contatto con l’acqua grazie al cuscinetto d’aria, infine compie la stessa manovra con l’altra zampa, rimanendo bilanciato grazie alla sua lunga coda.
Agli appassionati di supereroi la tecnica del basilisco avrà senza dubbio fatto venire in mente un famoso corridore sul pelo d‘acqua: Flash. Secondo James Kakalios ne “La Fisica dei Supereroi”, il velocista scarlatto usa però una tecnica differente. Sotto i piedi di Flash l’acqua si comporta come un solido, probabilmente ciò è dovuto al fatto che i fluidi, come aria e acqua, esercitano una resistenza quando vengono attraversati da un oggetto, e questa resistenza aumenta con la velocità dell’oggetto. Per capire come possa accadere immaginate di trovarvi in un posto affollato, per avanzare in una direzione dovete urtare le persone e quindi farvi strada, e farete tanta più fatica se volete correre piuttosto che camminare in mezzo alla folla. Con i fluidi accade la stessa cosa, un corpo che si muove deve farsi strada attraverso le molecole del mezzo. Nel caso di Flash il piede del supereroe colpisce l’acqua così velocemente che non dà il tempo alle molecole di spostarsi e quindi sembreranno formare uno strato solido sotto di esso. Nel mondo reale questo fenomeno è sperimentato dagli aerei che volano in regime supersonico: questi accumulano davanti a loro le molecole d’aria che non riescono a spostarsi, si avrà quindi un fronte d’onda che si sposta con l’aereo, lasciando dietro di esso il caratteristico rumore chiamato boom sonico.
Abbiamo visto come la natura ha dotato alcuni animali di alcune caratteristiche che li rendono adatti a camminare sull’acqua, noi umani non siamo tra di essi. Non ci rimane che mettere in campo il nostro ingegno per provare quest’esperienza nonostante le nostre limitazioni.
Ad esempio in Malesia sfruttano i fluidi non newtoniani, ma questa è un’altra storia…
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Immagine di copertina: Marco del Torchio
