Fue fundado en 2014 y desde entonces ha destacado por sus aportaciones científicas en el área de la Física de Materiales y por la formación de recursos humanos.
En una tormenta de arena los granos revolotean en un movimiento errático como si se tratara de un gas; al verter un saco de arena, esta escurre como si se tratara de un líquido; no obstante, si la observas de cerca, está formada por pequeños corpúsculos sólidos y puedes incluso caminar sobre ella.
Entender el comportamiento de materiales granulares que pueden reaccionar como sólidos, líquidos o gases, según las condiciones a las que son sometidos, es una de las tareas del GrainsLab, un laboratorio que pertenece al Instituto de Física “Luis Rivera Terrazas” de la BUAP.
GrainsLab fue fundado en 2014 por el doctor Felipe Pacheco Vázquez, quien pertenece al Cuerpo Académico 171 de Materiales Complejos e Inteligentes del IFUAP. Su labor se distingue no solo por el estudio de fenómenos como gases granulares, terremotos, formación de estalagmitas, explosiones subterráneas o cráteres, también por la formación de recursos humanos interesados en comprender la Física que subyace al comportamiento colectivo de los granos y de otros sistemas complejos.
En GrainsLab la ciencia no pierde rigor, más bien otorga conocimiento a través de sencillos experimentos que explican el comportamiento de materiales como el talco, ceniza, sal, azúcar, cemento, polvo, grava, montículos de arroz o granos comestibles; la arena que encontramos en dunas, playas o cubriendo la superficie de planetas y lunas, e incluso la dinámica de cinturones de asteroides.
Además, se estudian sistemas de dinámica de fluidos, como la estabilidad de burbujas o espumas combinadas con granos, para lo cual han encontrado un nuevo método.
La ciencia detrás de las burbujas granulares
Con el doctor Pacheco Vázquez es fácil entender que la ciencia se encuentra en todos lados. Por ejemplo, cuando tomas una cerveza fría, es deseable una espuma abundante y duradera.
– ¿Sabían que la estabilidad de la espuma depende del tamaño de las burbujas que la forman? -pregunta el investigador, quien añade que esto aplica también para otras bebidas como el chocolate.
En general hay distintos procesos en la industria en los cuales se requiere que las espumas sean estables, aunque también se puede buscar lo contrario, señala el doctor Pacheco, mientras afirma que han encontrado un nuevo método para lograr esta estabilización.
-“¡Imagina una espuma que dure semanas, incluso meses!, pues eso es lo que estamos estudiando”.
Al depositar pequeños granos de arena sílica en tubos llenos de agua, se aprecia una formación de burbujas de aire cubiertas de granos que se producen cuando los granos secos entran en la superficie, deforman la interface y producen atrapamiento de aire, tal y como sucede cuando se abre una llave y se llena un vaso con agua; pero en el experimento del laboratorio se observa la formación de burbujas cubiertas de materia granular.
Estas burbujas son de aire, detalla el investigador, solo que tienen en su superficie pequeños granos y eso evita que las burbujas entren en coalescencia con la interfaz; es decir, no permiten que desaparezcan y eso es precisamente lo que logra que sean muy estables.
“A esas burbujas cubiertas de granos las llamamos burbujas granulares y pueden tener muchas aplicaciones a nivel industrial. Nosotros lo que encontramos fue el tamaño crítico de granos que permite que las burbujas sean estables.
Estos resultados de las estudiantes de doctorado Andrea Cervantes y Yésica Escobar serán enviados a publicación y se planea patentar este proceso de estabilización”.