Una varilla en la arena: por qué cae de lado exprés
Una varilla clavada en un material granular —por ejemplo, arena o una capa de bolitas— no se comporta como uno esperaría. En lugar de hundirse verticalmente, se desvía de la vertical rápidamente y termina por quedar horizontal. Esto lo descubrieron investigadores que lanzaron varillas rígidas y flexibles en una capa bidimensional de bolas de poliestireno y siguieron su movimiento con una cámara de alta velocidad.
La causa de la desviación son las inhomogeneidades en el empaquetamiento de las bolas: en algunos lugares están más densas, en otros más sueltas. Cuando la varilla encuentra una zona más densa, experimenta mayor resistencia en un lado y comienza a girar. Una varilla corta gira más rápido que una larga porque tiene menor momento de inercia: es más fácil hacerla girar. Una varilla larga y flexible no solo se inclina, sino que se dobla (pierde estabilidad) y, por eso, penetra menos que una varilla rígida del mismo tamaño.
Este resultado ayuda a entender cómo se comportan los objetos largos en medios granulares, desde pilotes hincados en el suelo hasta raíces de plantas o incluso animales que se entierran en la arena. Quizás los ingenieros deberían tener en cuenta que una varilla delgada no irá recta si el medio es inhomogéneo.
Las bolas de poliestireno en el experimento tenían un diámetro de unos 3 mm, y las varillas medían entre 5 y 20 cm de largo. Con tal diferencia de escalas, la varilla percibe cada inhomogeneidad del empaquetamiento, como si caminaras por un suelo cubierto de grandes pedruscos.