Efecto de la nuez de Brasil
¿Qué es el efecto de la nuez de Brasil?
Muchas veces, al ir a comer un cóctel de frutos secos o un paquete de palomitas nos encontramos con que las partículas más grandes como vienen a ser las nueces de Brasil están más arriba que los otros frutos secos, pero por qué?
¿Por qué sucede esto?
En una sustancia granular (conjunto de partículas macroscópicas sólidas) todo el sistema debe respetar una condición para poder llegar a la situación final: ser agitado por una aceleración que supere a la aceleración de la gravedad. En el caso de que sea menor o igual básicamente las partículas no se moverán. Si se supera la fuerza gravitacional las partículas se podrán mezclar y así proceder al efecto de la nuez de Brasil.
Una vez abolida esa condición se genera el efecto de la nuez de Brasil a causa de la percolación, que se basa en la diferencia de tamaño entre las partículas, donde las más pequeñas tienen la capacidad de pasar por sitios por donde las más grandes no pasan y la convección granular, la partícula grande subirá a causa del flujo de convección y permanecerá allí porque las corrientes de convección son demasiado estrechas para barrerla a lo largo de la pared.
Figura 1: flujo de convección
¿Cómo se debe realizar esta práctica?
Con este experimento pretendemos enseñar al alumnado de 4º cómo funciona el efecto de la nuez de Brasil y recrearlo.
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500 g de arroz (para llenar medio recipiente)
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1 Pelota de ping-pong
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Recipiente con tapa de 1 L, como mínimo
MATERIALES:
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
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En primer lugar, se pone la pelota de ping-pong dentro del recipiente.
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En segundo lugar, también se verte el arroz en el recipiente.
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En tercer lugar, se agita el recipiente en movimientos circulares.
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En último lugar, se debe observar qué sucede con la pelota de ping-pong.
Figura 2: montaje de la práctica
¿Qué resultados se deben obtener?
Los alumnos podrán comprobar de primera mano el efecto de las nueces de Brasil con la pelota de ping-pong, que al tener un mayor tamaño que los granos de arroz, asciende a la superficie. Cuando lo alumnos no agitan el recipiente con una aceleración superior a la de la gravedad, comprueban que la pelota no asciende. Una vez la pelota está arriba, verán que no pueden generar un movimiento para que vuelva a descender.