Azúcar, pimienta y sal

Azúcar, pimienta y sal; café, harina, arroz, yerba mate, avena arrollada, fideos... Las cocinas de nuestros hogares están bien surtidas de materiales granulares. Los productos y materias primas que se presentan en forma de granulados abarcan todas las ramas del sector productivo. Algunos ejemplos tales como los productos alimenticios, productos farmacéuticos, cereales, alimentos balanceados, productos de limpieza y materiales de construcción son especialmente relevantes para la industria y la producción en los países de Sudamérica.

Esquema de un silo plano usado para estudiar los arcos que atascan el flujo de granos.

En los materiales granulares es posible hallar muchas peculiaridades. En ciertos aspectos se comportan como sólidos y, en otros, como líquidos. Por ejemplo, se puede construir una montaña de maíz sin que se desparrame como sí sucede con el agua; pero también se puede hacer fluir maíz por un embudo. A pesar de que los medios granulares son diferentes de los sistemas físicos más conocidos, presentan suficientes analogías como para creer que es posible entenderlos en parte mediante extensiones de conceptos teóricos desarrollados para estudiar gases, líquidos, y en especial sólidos amorfos como los vidrios. Es esta combinación de diferencias y similitudes la que hace de los medios granulares un problema muy atractivo no solo desde un punto de vista tecnológico sino también académico.

Una propiedad única de los materiales granulares es la forma en que fluyen por un agujero. Cuando un silo se vacía por una boquilla, el caudal de salida del grano no depende de lo lleno que esté el silo (excepto que ya quede muy poco grano). Gracias a esta propiedad funcionan los relojes de arena donde el ritmo con que fluye la arena por el cuello del reloj es casi constante. Esto es muy diferente en el caso del agua que sale por una canilla, la cual fluye más rápido cuanto más lleno esté el tanque. Además, los granos se pueden atascar al intentar salir por un agujero, algo que sucede a menudo al usar un salero. La obstrucción del flujo es central en muchas industrias –como la farmacéutica, la de producción agrícola y alimenticia– en las que se manipulan y envasan productos granulados.