Este verano, paseando por la playa, me fijé de nuevo en que las pisadas dejan la arena seca alrededor del pie. Parece como si el agua huyera. Aquí pongo una foto que saqué para que sirva de ilustración.

           

           
            Osborne Reynolds propuso la explicación de este fenómeno en 1885, en un artículo titulado “Sobre la dilatancia de los medios compuestos por partículas rígidas en contacto” :

          


           Un agregado de partículas compacto no se puede deformar, es rígido. Me lo mostró un conocido, tomando una de esas bolsitas de rafia en las que venden canicas: si se retuerce un extremo del envoltorio para apretar las canicas, se empaquetan hasta formar un bloque duro. Están atascadas. Lo que enunció Reynolds es el proceso inverso: si a unos granos compactados, como la arena de la playa, se les obliga a desplazarse, deben dilatarse, es decir, abrir hueco entre ellos para poder moverse. Eso es a lo que llamaba dilatancia.

           Iker Zuriguel, un colega mío, preparó una grabación muy impactante. Muestra un globo lleno de bolitas de vidrio (no se ven) saturadas con un líquido coloreado que rebosa por un tubo. Al apretar el globo, sorprendentemente, el nivel del líquido desciende: como los granos deben moverse, abren huecos entre sí (se dilatan) y el líquido rellena los huecos. Es lo que ocurre al pisar la arena mojada: que al dilatarse absorbe el agua circundante. Luego sigue la película: se compactan las bolitas con pequeños golpes y el nivel del líquido sube, porque quedan menos huecos entre las partículas.

           La cuestión reviste un interés profundo, porque recientemente se ha puesto de manifiesto que el proceso por el cual los granos se atascan tiene mucho que ver con una transición de fase (a la manera de un cambio de estado, como ocurre con el agua cuando se enfría y se transforma en hielo). Varios estudios científicos han abordado este asunto.

           El atractivo, como pasa en tantas ocasiones, ha desbordado lo que podría considerarse a primera vista un entretenimiento teórico. Este juego entre un medio granular atascado y desatascado –en el cual las partículas, según su grado de compactación, pueden moverse o se tornan rígidas– se ha utilizado para crear un órgano artificial capaz de agarrar diversos objetos con la delicadeza de una mano. La película, las fotos y las explicaciones que han puesto en Internet los investigadores de la Universidad de Cornell merece la pena.

           
Ángel Garcimartín Montero
Ángel Garcimartín Montero

Catedrático de física (especialidad: materia condensada) en la Universidad de Navarra.

Ha llevado a cabo investigaciones (de carácter marcadamente experimental) sobre dinámica no lineal, inestabilidades, caos y sistemas físicos fuera del equilibrio; la fractura de los materiales frágiles; la transición vítrea, y los medios granulares. Actualmente se interesa en los atascos de materia activa (por ejemplo, los seres vivos).

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Sobre este blog

La materia blanda es la que se deforma fácilmente cuando se somete a esfuerzos o fluctuaciones térmicas: líquidos, coloides, materiales granulares, polímeros, espumas, algunos materiales biológicos. Pero en sentido figurado ¿no es también materia blanda la ciencia, la universidad, o incluso la sociedad?

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