Tanto en la naturaleza como en la industria el fenómeno de las cargas eléctricas en los granos están muy presentes. Estas unidades se encuentran tanto en las dunas de arena, como en los silos del trigo. Un estudio, liderado por el académico del Departamento de Física, Nicolás Mujica, logró contabilizar, con enorme precisión, la distribución de dichas cargas.
“Los granos intercambian cargas eléctricas por el solo hecho de estar en contacto, entre sí, después de muchos roces alcanzan una distribución de cargas que es estacionaria. Hace tiempo está la pregunta de cuál es la forma de esta distribución y si puede ser medida con precisión”, comenta Mujica. Y lo que lograron determinar es que los granos, al interactuar unos con otros, tienen una memoria, “en el sentido de que nuevos traspasos parecieran depender de cuánta carga tiene cada grano, ante su historial de intercambios", agrega el físico.
De acuerdo al académico, el hallazgo va en la línea de avanzar en la comprensión de fenómenos naturales como: las tormentas eléctricas en explosiones volcánicas y tormentas de arena, además de procesos industriales como: la adhesión a superficies y procesos de fluidización o la estabilidad de los silos de granos, como por ejemplo en el trigo, maíz o el arroz. “Disponer de una técnica experimental que permita medir las distribuciones de carga en diferentes situaciones sería de gran utilidad ya que para entender o predecir fenómenos es necesario disponer de técnicas de medición precisas”, comenta Mujica.
Lo que viene
El grupo continuará estudiando cómo las distribuciones de carga dependen del tamaño de los granos. “Queremos trabajar con otras historias de carga, para ver cómo ello afecta la forma matemática de la distribución. Y así lograr comprender si variando el tamaño de los granos podemos aprender cómo los procesos microscópicos, de intercambio de cargas, incluyen en este efecto de memoria”, añade el físico.
El experimento fue llevado a cabo por Mujica, junto a Scott Waitukaitis del Institute of Science and Technology de Austria, donde se utilizaron la técnica de videografía para seguir la trayectoria de decenas de miles de granos en caída libre y en vacío, lo que permitió deducir la carga eléctrica de cada uno de ellos.
Los resultados fueron publicados en la revista Physical Review E en el artículo: “Accurate determination of the shapes of granular charge distributions” (“Determinación precisa de las formas de las distribuciones de carga granular”). Para ver la publicación revisa el siguiente enlace https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.107.034901
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