Se non riesci a versare l’acqua da un bicchiere all’altro non è colpa tua, ma dell’effetto Coandă

Quante volte vi è capitato di versare acqua sul tavolo cercando di travasarla da un bicchiere all'altro, oppure lavando un cucchiaio vedere il flusso d'acqua che ne segue la curvatura? Invece di cadere verticalmente come vorremmo, l'acqua scorre lungo il lato del bicchiere. Il perché di questo fenomeno non è un mistero, ha un nome preciso: effetto Coandă, dal nome del fisico franco-rumeno che l'ha teorizzato. Succede con tutti i fluidi, più o meno visibilmente a seconda della loro densità: accade per esempio anche all'aria con le ali degli aerei. È un comportamento dovuto alle forze di adesione e coesione dei fluidi, ma è possibile evitarlo aumentando la velocità con cui si versa il liquido. Vediamo insieme in cosa consiste l'effetto Coandă e in quali altri casi si può notare.

Perché l'acqua non cade verticalmente: l'effetto Coandă

Il motivo per cui facciamo un disastro in questi casi, è che l'acqua tende a seguire il profilo del bicchiere. Questo comportamento non è casuale, è dovuto all'effetto Coandă: i fluidi in movimento tendono a seguire le superfici con cui entrano in contatto.

Ma perché succede? Perché il liquido viene "schiacciato" sul bicchiere dalla pressione atmosferica – che è maggiore della pressione che esercita il bicchiere sul liquido – e dalla forza di adesione tra liquido e solido. In poche parole, lo strato di liquido a contatto con il bicchiere è spinto ad aderire al bicchiere. In più, all’interno del liquido ci sono le forze di coesione tra le molecole, che fanno sì che tutto il fluido segua il profilo del bicchiere e non solo lo strato di liquido interno.

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Come fare a impedire questo effetto

Anche se ci può sembrare più "pericoloso", la soluzione da seguire per travasare dei liquidi senza spargerli sul tavolo è versarli velocemente!
Questo perché quando versiamo lentamente, le forze di adesione e coesione che abbiamo descritto prima "vincono" sulle altre possibili forze che agiscono sul liquido, e quindi l'acqua continua a scorrere sul bicchiere anche una volta superato il bordo.
Quando invece la versiamo velocemente, sono le altre forze a "vincere" sulla forza di adesione. Per esempio, quando versiamo velocemente aumenta la portata ponderale dell'acqua, cioè a parità di tempo, scorre più acqua rispetto a quando versiamo lentamente. Questo fa sì che in questo caso sia la forza peso a "vincere" sulla forza di adesione, e quindi il liquido cade verticalmente.

Un'altra soluzione è scegliere il bicchiere giusto con cui travasare. L'effetto Coandă dipende anche dalla curvatura della superficie e dalla sua continuità. Maggiore è la curvatura e prima il liquido inizierà a cadere verso il basso.
Per intenderci con un esempio, il bordo delle tazzine da caffè è abbastanza curvo e continuo, per cui se provate a versare il caffè da una tazzina all'altra, è molto difficile non "sbrodolarsi". Se invece utilizziamo un bicchiere molto sottile, il suo bordo è praticamente privo di curvatura e sarà più facile versare l'acqua con precisione.
Se ci fate caso, i bicchieri monouso hanno un bordino particolare: fa una curva molto stretta e poi si interrompe. Questa forma serve proprio a non far scorrere l'acqua lungo il bicchiere (oltre a proteggere la nostra bocca mentre beviamo).

In quali altri casi vediamo l'effetto Coandă

Un esperimento divertente per vedere l'effetto Coandă è quello del cucchiaio sotto il getto d'acqua del lavandino: se avviciniamo il cucchiaio all'acqua, noteremo che l'acqua a contatto con esso smetterà di scorrere dritta e invece seguirà il profilo curvo del cucchiaio. Possiamo anche notare che aumentando l'intensità del getto – e quindi la sua velocità – l'effetto diminuisce.

Non solo, possiamo notare che se avviciniamo molto il cucchiaio senza però toccare l'acqua, la differenza di pressione e le forze di adesione spingeranno il cucchiaio ad aderire all'acqua.

Esistono altri esempi molto più complessi di questo effetto. Lo stesso Henri Coandă lo osservò studiando l'aerodinamica, infatti questo effetto è molto evidente lungo le ali degli aerei.

Un'altra applicazione di questo fenomeno si ha in Forumla 1, dove in passato è stato utilizzato l'effetto Coandă sulla carrozzeria per far confluire il gas di scarico del motore verso il pavimento, aumentando così il carico aerodinamico della vettura.