Conferencias invitadas
Antonio Castellanos
Universidad de Sevilla
Mecánica de medios granulares: Problemas
abiertos y perspectivas
Resumen
La mecánica de medios granulares esta gobernada por las fuerzas a que
están sometidos los granos individuales. Dichas fuerzas son: el peso,
las fuerzas de contacto (van der Waals, eléctricas y/o magnéticas,
capilares) y la fuerza de arrastre debida la liquido intersticial
cuando este se mueve en relación al medio granular. La relación
entre estas fuerzas permite clasificar los granos en cuatro grandes
categorías: granos cohesivos (no cohesivos) cuando el peso es
despreciable (mucho mayor) que las fuerzas de contacto, y granos
fluidizables (no fluidizables) cuando la fuerza de arrastre del fluido
es mucho mayor (mucho menor) que las otras dos. Los granos secos, de
tamaño menor que las 100 micras, sometidos a
fuerzas de van der Waals son materiales granulares cohesivos,
en oposición a los granos secos de tamaño superior que son no cohesivos. En régimen
cuasi-estatico estos materiales cohesivos se comportan como la arena húmeda,
es decir no fluyen grano a grano sino por bloques. Un ejemplo es la
harina fina que por esta razón se sirve a cucharadas y no desde el
recipiente como el café en grano o el arroz. Por la misma razón
existen los relojes de arena para medir el tiempo, pero no los de
harina. Ahora bien cuando un medio granular cohesivo se mueve con una
velocidad no despreciable frente al gas intersticial el material se va
a fluidizar si la fuerza de arrastre debida al gas es mayor
o del orden que las fuerzas de contacto. En esto difieren
radicalmente de la arena húmeda
De nuevo si consideramos la harina y la dejamos caer sobre la
mesa desde una determinada altura veremos que fluye como un liquido
debido a su fluidizacion espontánea. En la charla se discutirán
diversos fenómenos relacionados con estos materiales granulares finos
cohesivos, así como su comportamiento en distintas situaciones de
interés práctico e industrial. Se concluirá con una discusión de
los problemas abiertos y sus perspectivas de solución.