El misteri de la cortina

Fa uns mesos vam arreglar un bany de casa i vaig decidir que, en comptes de la mampara que evitava que tot s'esquitxés d'aigua de la dutxa, hi posaria una cortina. La calç de l'aigua feia que s'hi formés una mena de tosca que s'incrustava en el plàstic de la mampara i era molt difícil de netejar. Una cortina, si convé canviar-la, és molt més barata que una mampara.(La que es veu a la foto no és la meva, però potser quan l'hagi de canviar buscaré aquesta de la taula periòdica.)

Des dels primers dies vaig observar que mentre em dutxava, semblava com si el meu cos atragués la cortina. En comptes de quedar-se vertical, es movia cap a l'interior del recinte de la dutxa. Com que eren uns dies de temps molt sec, i havia notat que, en treure'm algun jersei, quan em passava pel cap  semblava que els cabells se'm posessin de punta, vaig pensar que era el mateix fenomen: l'electricitat estàtica, que es produeix quan hi ha electrons que passen d'un lloc a un altre (del cabell al jersei; o potser al revés, no n'estic segura). Però m'estranyava que això passés a la dutxa, perquè l'aigua és conductora d'electricitat i seria lògic que ajudés a descarregar-nos dels electrons.

Com que no sóc experta en física --ni en física ni en res; sóc només una tastaolletes de moltes coses-- vaig exposar el que em passava en una llista de distribució (la de l'Associació Catalana de Comunicació Científica), a la qual hi ha subscrites persones amb bons coneixements en aquesta matèria. Vaig pensar que, per solucionar el problema, primer calia saber quina n'era la causa. Em van donar dues possibles explicacions: a) l'efecte Venturi i b) la convecció. Vejam com s'explicaria en cada cas.

Efecte Venturi. Pren el nom de Giovanni Battista Venturi (1746-1822), físic italià que va observar que, si augmenta la velocitat d'un fluid, la pressió disminueix. En el cas de la dutxa, les gotes que surten de la carxofa, en la seva caiguda s'obren camí a través de l'aire del recinte limitat per les parets i la cortina. Es forma un corrent d'aire descendent --petit, però-- i en augmentar la velocitat de l'aire, la pressió disminueix. A l'altre costat de la cortina, en canvi, l'aire no es mou i, per tant, la pressió no varia. Per compensar la pressió, l'aire que hi ha a la part exterior de la dutxa es mou cap a on la pressió és menor. Però en el seu camí troba un obstacle, que és la cortina. Com que pesa poc, és desplaça pel mateix aire que es mou.

Moviment d'un fluid per convecció

Convecció.  La convecció és una forma de transferència de calor en materials fluids, com ara l'aire o l'aigua; es produeix pel moviment del mateix fluid (vegeu el moviment en la figura extreta de la Wikipèdia)  Quan l'aigua de la dutxa, que està calenta, entra en contacte amb l'aire del recinte tancat de la dutxa, escalfa aquest aire i, com que l'aire calent pesa menys, s'eleva i surt del recinte de la dutxa --que no té sostre-- cap a l'habitació. Allà desplaça l'aire més fred --i menys pesat- cap a la part inferior, des d'on passaria a l'interior de la dutxa, si no fos que troba l'obstacle de la cortina, a la qual empeny cap al recinte de la dutxa.

L'endemà d'haver llegit  les explicacions que em donaven vaig fer algunes proves. Primer descriuré com és la meva dutxa: un plat baix, quadrat, situat en un angle de l'habitació; té parets a dos costats, a un altre té una mampara de vidre i en el quart hi ha la cortina. Vaig fer les següent proves:

- Em vaig apropar a la cortina des de fora i no va passar res. Això descartava, doncs, que es tractés d'electricitat estàtica. Tot i que podria ser que jo aquell dia ja no estigués carregada d'electricitat estàtica. De fet, el temps atmosfèric havia canviat i ja no era tan sec.

- Per si l'atracció cortina-cos es produïa únicament quan el cos era moll, vaig entrar a la dutxa, em vaig mullar, vaig sortir-ne i em vaig apropar de nou a la cortina, però des de fora. Tampoc no va passar res.

- Des de fora, vaig ficar la mà per un costat de la cortina, procurant que se separés el mínim de la paret, i vaig obrir l'aixeta de la dutxa. Al cap d'un moment, la cortina es va moure cap endins.

- Vaig entrar a la dutxa com ho faig habitualment, procurant que la cortina quedi ben tocant a la paret, per un costat i a la mampara, per l'altre (ho faig per no esquitxar fora). Vaig obrir la dutxa i de seguida es va moure la cortina cap endins.

- Aleshores vaig separar la cortina de la mampara, que hi quedés un espai d'un 10-15 centímetres per on pogués circular l'aire. La cortina també va separar-se del meu cos i va quedar vertical.

Hi ha un parell de proves que no vaig fer. Una seria posar una estufa dins l'habitació i deixar que s'escalfi molt --com que és una cambra petita, no crec que calgués molt de temps ni que consumís massa energia-- i veure si la cortina també es mou amb l'habitació calenta. Però, per fer-ho correctament, la temperatura de l'habitació hauria de ser igual que la del recinte de la dutxa i això no sé com aconseguir-ho. Una segona prova seria dutxar-me amb aigua freda i mirar si també es mou cap endins la cortina. Però si no em dutxo amb aigua freda ni tan sols a l'estiu, encara menys ho faré en ple hivern!

Malgrat que no fes aquestes dues proves, vaig quedar-me convençuda que l'explicació del moviment de la cortina era la convecció. Però ara ja ho dubto. Per una banda, perquè m'han fet arribar un article publicat el 1988 a la revista Investigación y Ciencia en què l'autor, amoïnat també per aquesta molèstia que és dutxar-se amb la cortina gairebé enganxada al cos, va estudiar bé el fenomen i va fer diversos experiments en una dutxa i en una banyera, variant la temperatura de l'aigua i fent servir una espelma per saber la direcció que seguia l'aire. Després de les diverses proves, l'autor arriba a la conclusió que l'arrossegament de l'aire és la principal causa del moviment de la cortina i la convecció reforçaria aquest moviment.

Per una altra banda, tot buscant per Google, he vist que la Wikipèdia anglesa té una entrada específica per a aquest fenomen (Shower-courtain effect), en què dóna diverses possibles explicacions. I també m'he assabentat que David P. Schmidt, professor d'enginyeria mecànica i industrial de la Universitat de Massachusetts-Amherst l'any 2001 va rebre el premi Ig Nobel (els Nobels de broma) per un estudi que va fer desenvolupant un model d'ordinador en tres dimensions que reproduïa el comportament de l'aigua de la dutxa. Durant dues setmanes, el seu ordinador va fer unes 1.500.000.000.000 operacions matemàtiques i la solució que va donar-li és que es tracta d'un fenomen semblant al dels tornados que, en aquest cas, forma l'aigua que surt de la dutxa.

Per tant, segueixo sense tenir massa clara quina és la causa que la cortina sembli voler adherir-se al meu cos quan em dutxo, però ja sé com puc solucionar-ho: posant uns pesos a la part inferior de la cortina o deixant-la oberta, encara que això representi esquitxar el terra.

Agraïments. Agraeixo els suggeriments i possibles explicacions que he rebut de Dani Arbós (Pa ciència, la nostra), Jordi Mazón, Blai Pié, Claudi Mans, Joan Úbeda, Jaume Vilalta (Quèquicom), Laia Torres (Investigación y Ciencia).