¿Qué hace que la arena sea suave? – Los New York Times

¿Cuál es la arena más blanda del mundo? ¿Por qué algunas arenas son más suaves que otras?

– Peter S., Brooklyn, Nueva York

No se sabe. Nadie entiende cómo funciona la arena.

Puede parecer absurdo, pero de alguna manera es cierto. Comprender el flujo de materiales granulares como la arena es un gran problema sin resolver en física.

Si construye un reloj de arena y lo llena con granos de arena con un rango conocido de tamaños y formas, no existe una fórmula para predecir de manera confiable cuánto tiempo tardará la arena en pasar a través del reloj de arena o s ‘ se hundirá en absoluto. Solo tienes que probarlo.

Karen Daniels, física de la Universidad Estatal de Carolina del Norte que estudia arena y otros materiales granulares, un área que en realidad se llama «materia blanda». – me dijo que la arena es un desafío en parte porque los granos tienen muchas propiedades diferentes, como tamaño, forma, rugosidad y más: “Una de las razones por las que no tenemos La teoría general es que todas estas propiedades son importantes.

Pero comprender los granos individuales es solo el comienzo. «Hay que preocuparse no solo por las propiedades de las partículas, sino también por la forma en que están organizadas», dijo el Dr. Daniels. Los granos sueltos pueden sentirse blandos porque tienen espacio para fluir alrededor de su mano, pero cuando se aprietan los mismos granos, no tienen espacio para reorganizarse para adaptarse a su mano, lo que los hace. hace firme. Esto explica en parte por qué las capas superficiales de arena de la playa son más blandas que las capas inferiores: los granos de las capas más profundas están muy juntos.

Nuestro fracaso en llegar a una teoría general de la arena no se debe a que no lo intentamos. Para todo, desde el procesamiento agrícola hasta la predicción de deslizamientos de tierra, comprender el flujo de material granular es extremadamente importante y simplemente no somos muy buenos en eso.

“Las personas que trabajan en el procesamiento de partículas en plantas de ingeniería química pueden decirle que estas máquinas pasan mucho tiempo descomponiéndose”, dijo el Dr. Daniels. “Cualquiera que haya intentado arreglar un molinillo de café automático sabe que está atascado todo el tiempo. Son cosas que no funcionan muy bien. «

Afortunadamente, no estamos totalmente a oscuras y podemos decir algunas cosas sobre lo que hace que la arena sea más suave o más dura.

La arena con granos más redondos es generalmente más suave, ya que los granos se deslizan entre sí con mayor facilidad. Los granos más pequeños tampoco producen la sensación de pinchazo de los granos individuales presionados en su piel. Pero si los granos son demasiado pequeños, la humedad hace que se adhieran entre sí, lo que hace que el material sea grumoso y firme.

La Dra. Daniels dijo que el material granular más suave que jamás haya tocado fue una sustancia llamada Q-Cell, un polvo de sílice que se usa para rellenar las protuberancias de las tablas de surf. El polvo está hecho de granos huecos, por lo que es extremadamente ligero y el material de sílice se mantiene seco, evitando que se pegue. Ella comparó la forma en que se balanceaba con un cubo lleno de arena de playa muy fina y muy seca.

Una playa hecha de ‘arena’ Q-Cell puede ser suave, pero no sería muy agradable. Los polvos finos y secos son polvo, no arena, e inhalarlos puede ser extremadamente peligroso para los pulmones. Es probable que la arena de playa ideal tenga un tamaño de grano y una forma que equilibre la suavidad, el polvo, la aglomeración y una variedad de otras propiedades que hacen que la arena sea suave y agradable para caminar. Con tantos factores subjetivos a considerar, es difícil decir exactamente cuál sería la arena de playa ideal.

Solo necesitará recopilar datos experimentales.