La sal, el chocolate en polvo, los cereales del desayuno, los frutos secos, el arroz, la arena o las bolas de los parques infantiles son algunos ejemplos cotidianos de materiales granulares. Además de estar por todas partes, estos materiales son los protagonistas del curioso fenómeno conocido como el efecto nuez de Brasil.
Las nueces de Brasil son unos frutos secos de gran tamaño, mucho más que las almendras o las avellanas. Cuando estas se encuentran en bolsas de frutos secos variados, a pesar de ser tan pesadas y voluminosas, se observa que tras agitar el envase, se recolocan y aparecen misteriosamente en la parte superior.
Cómo realizar el experimento
Para comprobar este fenómeno físico, puedes realizar un experimento sencillo siguiendo estos pasos:
- Consigue un recipiente y un material granular (como arroz o arena).
- Selecciona un objeto de mayor tamaño que el material granular elegido.
- Introduce el objeto en el recipiente y agítalo de arriba a abajo. Al cabo de unos instantes, el objeto emergerá a la superficie.
- Repite el experimento con otros elementos, como una piedra mucho más pesada, o utiliza recipientes de distintas formas, como un embudo (al usar un embudo con arroz y una canica, el efecto también se produce).
Particle Segregation in Dense Granular Flows: Supplemental Video 2
Teorías sobre el fenómeno
Aunque no se sabe con certeza qué ocurre exactamente, existen dos teorías principales que explican este proceso:
- Percolación: Cuando el material granular se agita con suficiente fuerza, tanto los granos como el objeto intruso se desplazan hacia arriba. Al caer, los granos más pequeños ocupan el sitio abandonado por el intruso, lo que hace que este caiga en una posición más alta. Si la vibración continúa, el objeto logra abrirse paso hasta la superficie.
- Convección: Con la agitación se produce un flujo ascendente de material en la zona central y uno descendente cerca de las paredes. Debido a la corriente central, los granos y el objeto ascienden. Al llegar arriba, el material granular desciende por las paredes, pero el objeto es demasiado grande para entrar en esta zona de flujo, por lo que permanece en la superficie.
Aunque estas teorías resultan razonables, investigadores han demostrado que intervienen otros muchos factores, sugiriendo que estamos ante un fenómeno extremadamente complicado.
| Teoría | Mecanismo principal |
|---|---|
| Percolación | Relleno de espacios vacíos por granos pequeños. |
| Convección | Flujos cíclicos ascendentes y descendentes. |
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