Materiales granulares y el efecto nuez de Brasil

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, los materiales granulares son los protagonistas del curioso efecto nuez de Brasil que vamos a experimentar hoy.

Las nueces de Brasil son unos frutos secos de gran tamaño, mucho más que las almendras o las avellanas. Cuando estas nueces 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. De ahí que este fenómeno reciba el nombre de efecto nuez de Brasil.

Materiales:

  • Un material granular. Nosotros hicimos el experimento con arena de playa.
  • Un objeto de mayor tamaño que el material granular elegido. En nuestro caso usamos una bolita muy ligera y después repetimos el experimento sustituyendo la bola por una piedra.
  • Un recipiente con bastante fondo, como un cubo, un vaso o un tarro.

Procedimiento:

  • Coloca la bolita en el fondo del recipiente y cubre perfectamente con arena, o con el material granular que elijas.
Preparando el experimento

Un experimento perfecto para hacer en la playa.

  • Agita el recipiente de arriba a abajo. Al cabo de unos instantes la bola emerge a la superficie. ¿No es increíble?
Resultado del experimento

¡Ha llegado arriba enseguida!

  • Repite el experimento con un objeto mucho más pesado que el que usaste anteriormente, una piedra, por ejemplo. Te asombrarás al ver que también sube.
Repeticion del experimento con una piedra.

¡La piedra también asciende!

  • Experimenta con otros tipos de recipientes, por ejemplo de forma cónica, como un embudo. ¿Obtienes el mismo resultado?
Repeticion del experimento con recipiente cónico.

Usamos un embudo con arroz y una canica. Con este recipiente cónico también se produjo el efecto.

¿Qué está ocurriendo?

No se sabe con certeza. Sin embargo, hay dos teorías principales que explican, al menos parcialmente, el fenómeno: la percolación y la convección.

Percolación. Cuando el material granular se agita con fuerza suficiente, tanto los granos como el objeto intruso se desplazan hacia arriba. Al caer, los granos más pequeños van ocupando el sitio que ha abandonado el intruso. De esta forma, el objeto grande cae en una posición más alta. Si la vibración continúa, el intruso conseguirá abrirse paso hasta alcanzar la superficie.

Convección. Con la agitación se produce un flujo ascendente de material en la zona central del recipiente. En las regiones cercanas a las paredes se desarrolla un flujo en sentido contrario (hacia abajo). Debido a la corriente central, los granos y el objeto intruso ascienden. Al llegar arriba, el material granular inicia su descenso arrastrado por la corriente de convección inversa que tiene lugar en las proximidades de las paredes del recipiente. Sin embargo, el objeto intruso es demasiado grande para entrar en esta zona de flujo descendente y permanece en la superficie.

Aunque estas dos teorías resultan razonables, en los últimos años los investigadores han demostrado que existen muchos otros factores que intervienen en el proceso. Todo apunta a que estamos ante un fenómeno extremadamente complicado.

Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.




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