ESTRATIFICACIÓN Y SEGREGACIÓN

RELOJ CON ESFERAS GRANDES Y PEQUEÑAS

INSTRUCCIONES: 

Voltea el reloj y observa el movimiento de los granos más grandes. Voltea varias veces el reloj para homogeneizar la mezcla y repite el experimento. ¿Hay algún cambio?

EXPLICACIÓN: 

Como ya hemos dicho en la segregación por tamaño, el efecto más importante es el movimiento de los granos más pequeños a través de los espacios dejados por los más grandes.
Por lo tanto, a medida que la mezcla desciende por el costado de la pila, los granos pequeños pasan hacia las capas interiores y se van quedando atras, aloJandose sobre los granos en reposo. En cambio, los mas grandes no caben en los espacios dejados por los más pequeños
y siguen fluyendo hacia abajo. Así nos encontramos al final de la experiencia con una mezcla casi completamente separada.

RELOJ CON ESFERAS GRANDES/ CUBOS PEQUEÑOS Y ESFERAS PEQUEÑAS/CUBOS GRANDES

INSTRUCCIONES: 
Voltea el reloj y observa las estructuras que aparecen a ambos lados de éste.
Observa atentamente el movimiento de los granos en ambos casos y compara.

EXPLICACIÓN: 

Es importante notar aquí que los ángulos de avalancha para los granos esféricos son menores que los ángulos correspondientes para los cubos. Recuerda que dichos ángulos dependen fundamentalmente de la forma, y no del tamaño de los granos. En uno de los lados del reloj , hay esferas grandes y cubos pequeños. Al voltear el disco, producirás una avalancha permanente que, por segregación, depositará los granos más grandes en la zona inferior del reloj. En esta configuración las esferas grandes no tienen otra opción que deslizarse sobre los granos rugosos, ya que el angulo de final de avalancha es mayor para estos últimos. Así, en la situación final, nos encontraremos con una separación prácticamente total de la mezcla, los grandes abajo y los pequeños más arriba. Fíjate en la diferencia de pendiente para las dos especies de granos, una vez terminado el proceso de separación. 

En el otro lado del reloj, hay esferas pequeñas y cubos grandes. Durante la caída, los granos se van separando, los más pequeños abajo y los grandes arriba. Sin embargo, a diferencia del caso anterior, aquí además aparecen escalones que se propagan hacia arriba, en sentido inverso al flujo. Un escalen siempre nace en la parte mas baja de la pila y va dejando a su paso una franja de esferas y otra de cubos. Esto es lo que llamamos estratificación. Naturalmente, la franja de cubos mas grandes, por segregación se sitúa sobre la franja de esferas.

¡Pero hay algo que puede sorprenderte! ¿No deberían las esferas, en este caso más pequeñas que los cubos, quedar atascadas sobre la superficie de cubos en reposo durante su descenso? Argumenta por que no ocurre así, acuérdate de la diferencia en los ángulos para cubos y esferas.

ESTRATIFICACIÓN DE ESFERAS GRANDES Y PEQUEÑAS

Estratificación.jpeg

INSTRUCCIONES: 
Gira el disco rápidamente para producir avalanchas continuas hasta homogeneizar la mezcla en el disco.
Rota ahora lentamente el disco. Debes mantener una velocidad de giro constante para que puedas observar avalanchas periódicas.
Observa la formación de franjas en su interior: es la estratificación.

EXPLICACIÓN:

Como en todo proceso de segregación por tamaño, el efecto más importante es el deslizamiento de los granos más pequeños a través de los orificios dejados por los más grandes.
Recuerda que en una avalancha solamente se mueven algunas capas superficiales de material, el" resto de la pila permanece compacta y en reposo. A medida gue la avalancha progresa, los granos más pequeños se van quedando atrás puesto que se van alojando sobre los granos en
reposo. Los más grandes, en cambio, siguen fluyendo porque no caben en los espacios dejados por los más pequeño~. Para un grano grande la superficie de granos pequeños es demasiado lisa para atraparlo.
Para entender mejor lo expuesto, imagina lo que le ocurriría en el tac tac a un cilindro muy grande sobre los cilindros pequeños.
Con lo anterior, la estratificación observada en nuestro experimento se explica fácilmente . Al girar el disco hasta alcanzar el ángulo de inicio de avalancha, los granos se deslizan y se separan; los pequeños van hacia las capas inferiores y los grandes a las capas superficiales.
Los grandes llegan naturalmente más abajo en la avalancha ya que deslizan sobre los pequeños; se forma así una franja de material grueso que va desde el centro hasta el borde inferior del disco.
Una nueva avalancha arrastra hacia abajo el material fino que se había depositado cerca del centro del disco, produciendo así una franja de material fino bajo una franja de material grueso.

CICAT Udec