{"id":94,"date":"2017-05-25T09:34:23","date_gmt":"2017-05-25T08:34:23","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/?p=94"},"modified":"2017-05-25T09:34:23","modified_gmt":"2017-05-25T08:34:23","slug":"para-hacer-montanas-de-granos-es-importante-saber-como-se-formo-la-montana","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/2017\/05\/25\/para-hacer-montanas-de-granos-es-importante-saber-como-se-formo-la-montana\/","title":{"rendered":"Para hacer monta\u00f1as de granos, es importante saber c\u00f3mo se form\u00f3 la monta\u00f1a."},"content":{"rendered":"

A lo mejor no parece importante, pero un aut\u00e9ntico misterio de la f\u00edsica hasta hace poco era la formaci\u00f3n de montones con material granular en ca\u00edda libre. Es decir, yo dejo caer desde una distancia fija algo en forma granular, y trato de predecir o modelar la forma que tendr\u00e1 ese mont\u00f3n.\u00a0 Hasta hace alg\u00fan tiempo hab\u00eda resultados experimentales y te\u00f3ricos contradictorios, entre otras cosas porque no hay un modelo claro de material granular: El material granular son peque\u00f1as piezas con formas distintas entre s\u00ed y no se sabe muy bien c\u00f3mo modelar ni la forma del grano, ni la interacci\u00f3n entre ellos.<\/p>\n

Piensen que el material en forma granular tiene interacciones entre granos o part\u00edculas vecinas que los separa del s\u00f3lido r\u00edgido, que es el equivalente a granos formando un aut\u00e9ntico continuo, como en los metales, y del modelo de part\u00edculas r\u00edgidas separadas, cuando no hay demasiados granos. Un modelo que daba alg\u00fan resultado decente es adaptar el modelo de s\u00f3lido deformable y quiz\u00e1s el\u00e1stico con propiedades constitutivas propias para el material granular. Es decir, se hace una aproximaci\u00f3n de un material en estado discreto por un continuo cuya descripci\u00f3n encaja en los experimentos con diversos materiales granulares.<\/p>\n

Este tipo de aproximaciones no ha sido capaz de resolver un problema de la generaci\u00f3n de montones: que la distribuci\u00f3n de presiones en el centro del mont\u00f3n depende de c\u00f3mo se haya formado el mont\u00f3n, de forma que si se genera desde un s\u00f3lo punto de ca\u00edda del material, aparece una depresi\u00f3n en la base del mont\u00f3n; cuando se genera median una \u00ablluvia\u00bb, es decir desde m\u00faltiples puntos de ca\u00edda del material, la depresi\u00f3n en el centro no es visible. En el art\u00edculo PRL – Vol113 – 068001 (2014)<\/a> se demuestra que el uso de modelos elastopl\u00e1sticos que no eran capaces de predecir estos dos resultados s\u00ed que funcionan, pero si se usa un modelo matem\u00e1tico que tiene en cuenta la historia del fen\u00f3meno para la descripci\u00f3n num\u00e9rica.<\/p>\n

Cuando se simula un sistema tridimensional en un ordenador, hay que hacer una malla tridimensional de puntos en la que se calculan las propiedades del material, presi\u00f3n, densidad, fuerzas, etc. Esta malla puede seguir o no al material en su movimiento. Cuando la malla es fija y el material se mueve dentro de ella, podemos tener en cuanta la historia de este movimiento mejor.<\/p>\n

El resultado final es que en simulaciones con dos modelos distintos de materiales elastopl\u00e1sticos, se observa la ca\u00edda de presi\u00f3n en le centro de la pila o mont\u00f3n que ya fue observada experimentalmente, como la figura tres del art\u00edculo muestra:<\/p>\n

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Perfiles de presi\u00f3n de pilas de material granular. Del art\u00edculo PRL-Vol311-0068001 (2014), figura 3.<\/figcaption><\/figure>\n

En la figura se muestran los perfiles de presi\u00f3n seg\u00fan el material granular caiga en forma de \u00ablluvia\u00bb, izquierda, o desde un punto, derecha. Ambos est\u00e1n marcados por la relaci\u00f3n entre el ancho de la boca y el radio del mont\u00f3n. En el primer caso, R\/W0<\/sub> es 1. Cuando R\/Wo<\/sub> es 10, es decir, todo el material cae desde un s\u00f3lo punto, se puede observar como seg\u00fan el instante de tiempo en el que observemos el perfil de presiones, \u00e9ste cambia y termina desarrollando la depresi\u00f3n central al final.<\/p>\n

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A lo mejor no parece importante, pero un aut\u00e9ntico misterio de la f\u00edsica hasta hace poco era la formaci\u00f3n de montones con material granular en ca\u00edda libre. Es decir, yo dejo caer desde una distancia fija algo en forma granular, y trato de predecir o modelar la forma que tendr\u00e1 ese mont\u00f3n.\u00a0 Hasta hace alg\u00fan … Continuar leyendo \u00abPara hacer monta\u00f1as de granos, es importante saber c\u00f3mo se form\u00f3 la monta\u00f1a.\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":378,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[26,36,62],"class_list":["post-94","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-articulo-interesantes","tag-fisica-de-fluidos","tag-materiales-granulares","tag-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/94","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/users\/378"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=94"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/94\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=94"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=94"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=94"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}