Un equipo de científicos del Grupo de Física Estadística SPhinX de la Universidad de Extremadura (UEx) investiga "nuevos desafíos" en el campo de los sistemas complejos, como son los medios granulares, mediante técnicas analíticas y numéricas.
Así, Andrés Santos, Vicente Garzó, Francisco Vega y Antonio Lasanta desarrollan modelos teóricos de proyecciones de comportamiento y segregación de medios granulares.
"Segregación en medios granulares implica, en términos generales, la separación de una partícula granular impura del conjunto de granos idénticos", explica Francisco Vega, investigador del grupo SPhinX.
Es decir, el objetivo es averiguar de qué manera se pueden separar las partículas diferentes dentro un medio relativamente puro, donde todas las partículas tienen las mismas características de masa y tamaño y que, además, interaccionan entre sí porque colisionan.
"En el grupo Sphynx elaboramos teorías matemáticas con la finalidad de demostrar que este sistema se puede tratar a nivel teórico como un fluido", añade Vega, que indica también que el ejemplo más visual es la arena, cuando la arena cae o se vierte se comporta como un líquido o un gas granular, en el caso de las tormentas de arena.
Para que el medio granular se comporte como un fluido necesita una inyección de energía, una agitación. Si esta energía aumenta, los materiales comienzan a fluir de modo similar a un líquido, pudiendo llegar a mostrar propiedades análogas a un gas, explica la UEx en nota de prensa.
Añade que la separación o segregación de una partícula hacia una dirección u otra dependerá de la intensidad y la frecuencia de la agitación, así como, de la relación de tamaño, peso y densidad entre la impureza y las demás partículas.
"Un medio granular presenta un comportamiento y dinámica complejos, se puede conducir como un sólido, un líquido o un gas. Esto representa un reto a nivel teórico y tecnológico, y necesita una teoría muy elaborada para predecir su comportamiento ya que nos movemos en la física del no equilibrio", afirma el investigador de la UEx.
De esta manera, un estudio publicado por los investigadores de la UEx en la revista Physical Review E desarrolla una teoría de segregación granular hidrodinámica para todo tipo de medios de baja densidad, por ejemplo, suspensiones granulares farmacéuticas o lechos fluidizados.
