Métodos para determinar el ángulo de reposo
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Si alguna vez has hecho castillos en la arena, puedes estar familiarizado con el ángulo de reposo. Vierte arena lentamente de una cubeta. Se formará una pila con forma cónica. Al verter más arena en la pila, la pila se hará más grande, pero mantendrá la misma forma básica. Si hicieras lo mismo con sal, azúcar o algún otro material granular, también se formaría una pila cónica, pero la forma sería un poco diferente. El ángulo entre el lado inclinado de la pila en forma de cono y el horizontal puede variar de un tipo de material a otro. Este ángulo se llama ángulo de reposo.
Factores que afectan el ángulo de reposo
El material individual afectará el ángulo de reposo, un reflejo de los diferentes coeficientes de fricción entre las diferentes sustancias. El tamaño de las partículas es un factor. Otros factores iguales, son que los materiales de grano fino formarán una pila más superficial, con un menor ángulo de reposo que los granos gruesos. La humedad afecta el ángulo de reposo, como cualquiera que haya construido un castillo de arena puede confirmar. La arena húmeda tiene un ángulo de reposo mucho más alto que la arena seca. Y el método por el cual se mide el ángulo de reposo también puede afectar la medición.
Método de la caja inclinada
Este método es apropiado para materiales de grano fino y no cohesivos, con un tamaño de partícula individual inferior a 10 mm. El material se coloca dentro de una caja con un lado transparente para observar el material granular de ensayo. Inicialmente debe estar nivelada y paralela a la base de la caja. La caja se inclina lentamente a una velocidad de aproximadamente 0,3 grados por segundo. La inclinación se detiene cuando el material comienza a deslizarse, y el ángulo de inclinación se mide.
Método del embudo fijo
El material se vierte a través de un embudo para formar un cono. La punta del embudo debe mantenerse cerca al cono en crecimiento y levantarse lentamente conforme la pila crece, para minimizar el impacto de las partículas que caen. Deja de verter el material cuando la pila alcance una altura predeterminada, o cuando la base tenga una anchura predeterminada. En lugar de intentar medir el ángulo del cono resultante directamente, divide la altura entre la mitad de la anchura de la base del cono. La tangente inversa de esta relación es el ángulo de reposo.
Método del cilindro rotatorio
El material se coloca dentro de un cilindro con al menos una cara transparente. El cilindro se hace girar a una velocidad fija y el observador mira el material que se mueve dentro del cilindro rotativo. El efecto es similar a ver ropa caer una sobre la otra en una secadora de ropa que gira lentamente. El material granular asumirá un cierto ángulo a medida que fluya dentro del cilindro rotativo. Este método se recomienda para obtener el ángulo de reposo dinámico, y puede variar del ángulo de reposo estático medido con otros métodos. Al describir el ángulo de reposo de una sustancia, siempre especifica el método utilizado.
Referencias
Sobre el autor
Andrew Breslin has been writing professionally since 1994. His articles and op-ed pieces have appeared in the "South Florida Sun Sentinel," "St Paul Pioneer Press," "Detroit Free Press," "Charlotte Observer," “Good Medicine,” and others. He studied molecular biology at Westchester University and frequently writes about science and mathematics.
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