(tomada de wall321.com)
Por medio, entenderemos un sistema compuesto por elementos en cierta fase característica, por ejemplo podría ser fluido como un líquido o un gas, o en un caso particular de compactación, también podría ser un sólido. Y por granos o sistemas de granos, un conjunto de partículas sólidas mayores a un micron de diámetro, esto significa que pueden ser muy pequeñas como el polvo en suspensión que pareciera ser un gas (como el smog), un conjunto de m&m, o rocas desplazándose por una montaña, sal o el azúcar son ejemplos característicos de aquello que podemos llamar medios granulares.
Si estás pensando lo mismo que yo... la respuesta es sí...
medios granulares es casi la totalidad de lo que comemos...
(fotografía tomada de Lalyta.com)
y si sigues pensando lo mismo que yo... entonces la respuesta es...
¿por qué no?...
Estudios sobre los medios granulares, hay reportes desde el renacimiento, es conocido el trabajo de Leonardo Da Vinci estudiando el concepto de fricción entre dos superficies, las primeras aproximaciones para un valor de aquellas cizalladas superficies porosas se la debemos a él. Pensaba que todos los cuerpos
poseían una fricción y esta era de un cuarto de su peso 0.25*(mg). Es Charles Augustin Coulomb (Coulomb no solo estudió las fuerzas entre las cargas, también la fricción entre los cuerpos) quien establece dos tipos de fricción, estática y dinámica... pero que tiene que ver con los granos?... es debido a que todas las superficies a pequeña escala están llenas de porosidades, por ejemplo, es la porosidad de una fotografía antigua, equivalente quizás a los pixeles en una fotografía digital. La analogía anterior sería la causa de la fricción de todas las superficies, es debido a los contactos entre estas rugosidades (entre otro) presentes en cada material y característico para dos materiales.
La pregunta es por qué resulta interesante estudiar los procesos vinculados con "medios granulares", y como podemos encontrarlos en las diferentes fases pues bien, estos se pueden comportar compactos como un sólido (fotografía tomada de joseph-tavarez.blogspot.com), o comportarse similar a un fluido, como un gas (volcán Chaitén 2008), o como líquido (tomada de foro3d.com).
(En la esquina superior izquierda Volcán Chaiten, en la esquina superior derecha Reloj de arena,
en el sofá de Izq. a Der. Marge cargando a Maggi, Lisa tocando saxofón, Culo de Bart y "algo"
que se parece a Homero Simpson)
En el caso de Chile, este es un país que sostenta una parte importante de su economía en la industria minera, siendo uno de los mayores productores a nivel mundial en el área cuprífera esto implica una larga cantidad de problemas asociados con sistemas granulares (no mencionaré que se exporta la mayor cantidad de este elemento, por no decir la totalidad, como materia prima en vez de industrializar el país, pues eso no es el animo de este texto).
Uno de los problemas está vinculado con la minera los pelambres, la cual debe tener la cinta transportadora mas resistente del mundo (resistencia a la ruptura efectiva de 8.500 N/mm), y con un largo de 23km debe ser capaz de transportar la carga aportada por las rocas molidas, debiendo evitar en todo el proceso cualquier problema vinculado con el efecto de las rocas en la cinta.
En el area agroindustrial, conocido es el proceso de almacenamiento de granos en silos, granos de maiz, soja, u otros.
Los silos pueden presentar la ruptura en sus paredes, este es un efecto en el cual la formación de cadenas a lo largo de las paredes del silo, provoca que la tensión esté en las paredes y no en el fondo del silo, como podría ocurrir con un sólido, por ejemplo (efecto Janssen).
(Collapsing Grain Silo, image courtesy of Robert Behringer, Duke University)
Diferentes son los métodos y mecanismo para estudiar el comportamiento de los medios granulares, desde métodos ópticos mediante acelerómetros, por diversos sensores, etc. cada experimento deberá adaptar según las características particulares de los granos, tamaño, forma, etc. Y del comportamiento a observar.
Por ejemplo la siguiente imagen cortesía del Laboratorio de Física No Lineal del departamento de Física de la Universidad de Santiago, muestra diferentes cadenas de fuerza que se propagan al someter a cizalle granos foto-elasticos, es posible observar estas cadenas por medio de polarizadores (ahondaremos sobre foto-elasticidad y polarizadores en otro post).
Si quieres conocer el trabajo que se realiza en medios granulares, se recomienda visitar los siguientes links.
Laboratorio de Física No Lineal (Usach)
Grupo del profesor R. P. Behringer (Duke University)
entre otros...
Si uno espera el tiempo suficiente, todo fluye...
*Nelson Sepúlveda
