Materiales Granulares
Las propiedades de la materia se han estudiado por décadas haciendo uso del concepto atomicista: “todos los objetos están constituidos por átomos que se mueven e interactúan entre sí”. Pero los materiales granulares presentan algunas peculiaridades. Éstos se comportan en ciertos aspectos como sólidos y en otros como líquidos. La clave está en que los granos no son átomos y la interacción entre ellos es muy distinta a la interacción entre átomos.
Cuando dos átomos chocan la energía del conjunto se conserva (excepto que choquen “tan fuerte” que se hagan “añicos” en electrones, protones y neutrones). Pero cuando dos granos chocan mucha energía se gasta en la fricción y deformación.
Arcos
Hemos realizado una simulación de un conjunto de 2200 esferas, infinitamente inelásticas y rugosas, que son batidas verticalmente en el interior de una caja. En la figura pueden verse arcos de distintos tamaños donde se han borrado todas las esferas que los rodean para descubrirlos en el interior del recipiente virtual. Los arcos son estructuras formadas por varias partículas que se sostienen mutuamente. Las esferas azules son granos perfectamente estables mientras que las verdes son mutuamente estables y forman el arco en sí mismo, sostenidos por las esferas azules.
Uno de los descubrimientos sorprendentes de este estudio es que la gran mayoría de los arcos tienen forma de “cienpiés”. El arco es una especie de “cadena” de esferas sostenida por “patas”.
El atasco de un salero
Hemos desarrollado experimentos para estudiar el atasco de un material granular cuando fluye por un agujero. Midiendo el número de bolas de vidrio que caen por un agujero pequeño en el fondo de un silo pudimos calcular la probabilidad de atasco y la distribucion de tamaños de avalancha. Como el agujero se atasca constantemente utilizamos un chorro de aire comprimido para desatascarlo y soltar las avalanchas. Los resultados pueden ser explicados mediante una teoría muy simple que implica que la caída de cada bola es independiente de las restantes.
