Hoy en día, la tecnología hidráulica está ampliamente disponible y beneficia a cualquiera que se duche, riegue un jardín o apague un incendio. Sin embargo, en los siglos XVII y XVIII, el flujo constante de agua sin la perturbación de las caídas de presión fue un gran avance. En 1666, cuando los bomberos de cubos todavía eran la mejor línea de defensa, el Gran Incendio de Londres destruyó casi todos los densos edificios de madera de la ciudad. El desastre destruyó cientos de miles de hogares y decenas de iglesias, lo que pone de relieve la necesidad de mejores métodos y equipos de extinción de incendios.

El camión de bomberos Newsham de 1725 inspiró al autor a estudiar el efecto Windkessel, capturando la física detrás de la técnica duradera del flujo constante de agua bajo presión. Crédito de la foto: Imagen cortesía de la Fundación Colonial Williamsburg.

Innovación de fuego

Un avance histórico fue la invención del "gusano chupador de agua", un tubo de cuero conectado a una bomba de agua accionada manualmente. Más tarde vino el Windkessel, una cámara en el fondo de un vagón de madera que comprimió aire y bombeó agua continuamente a través de una manguera para crear un flujo constante de agua.

Inspirándose en un camión de bomberos de 1725, el autor publicó un artículo en el American Journal of Physics publicado por AIP Press, analizando el efecto Windkessel en cámaras de presión para capturar la física detrás de esta tecnología duradera y ampliamente utilizada.

El autor Trevor Lipscombe dijo: "¡Hay muchos problemas de física fascinantes ocultos en libros y artículos de hace siglos! Recientemente, hemos estado estudiando cómo aplicar la mecánica de fluidos básica a los sistemas biológicos y descubrimos un nuevo método en una revista médica. Una descripción común: el corazón se parece a un Windkessel, lo que plantea la pregunta: ¿Qué es exactamente un Windkessel? Siguiendo el ejemplo, encontramos una descripción del dispositivo 'gusano chupador de agua' de Loftin y encontramos una aplicación para salvar vidas en el incendio de Newsham. camión."

Equipos de Física y Contra Incendios

Para determinar qué factores tuvieron el mayor impacto en el efecto Windkessel, los autores compararon las condiciones iniciales de la cámara, la velocidad a la que se llenó la flota de cubos (flujo volumétrico de entrada), el tiempo de acumulación de presión y el efecto sobre el caudal de salida.

"Los físicos que observan el diseño de Loftin o el camión de bomberos de Newsham quieren aclarar la ciencia básica involucrada, simplemente porque está ahí. Esa es la parte divertida de la física. También es un aspecto de la enseñanza", dijo Lipscomb. "Nuestro artículo construye un modelo simple que muestra cómo funciona un camión de bomberos Newsham. De alguna manera respondemos a la pregunta: '¿Cuándo voy a usar esto?'"

A continuación, los autores planean estudiar el Windkessel fisiológico implicado en el sistema cardioaórtico.

"El conocimiento de la ley de Bernoulli, la ley de los gases ideales y la expansión isotérmica fueron los tres elementos que utilizamos para construir un modelo para explorar cómo funciona este dispositivo", dijo Lipscomb. "Pero si podemos entender mejor el sistema, podemos estudiar esos parámetros importantes y ver cómo cambiarlos mejorará el dispositivo".

Fuente compilada: ScitechDaily