La arena movediza es un coloide que consta de material granular fino (como arena , limo o arcilla ) y agua .
Las arenas movedizas se forman en arena suelta saturada cuando la arena se agita repentinamente. Cuando el agua de la arena no puede escapar, crea un suelo licuado que pierde fuerza y no puede soportar peso. Las arenas movedizas pueden formarse en agua estancada o en agua que fluye hacia arriba (como de un manantial artesiano ). En el caso del agua que fluye hacia arriba, las fuerzas se oponen a la fuerza de la gravedad y suspenden las partículas del suelo.
El sedimento saturado puede parecer bastante sólido hasta que un cambio repentino de presión o un choque inicie la licuefacción. Esto hace que la arena forme una suspensión y pierda fuerza. La amortiguación del agua le da a las arenas movedizas y otros sedimentos licuados una textura esponjosa y fluida. Los objetos en la arena licuada se hunden hasta un nivel en el que el peso del objeto es igual al peso de la mezcla de suelo / agua desplazada y el objeto sumergido flota debido a su flotabilidad.
La licuefacción del suelo ocurre en un suelo (parcialmente) saturado cuando es sacudido por un terremoto o fuerzas similares. El movimiento combinado con un aumento de la presión de los poros (del agua subterránea) conduce a la pérdida de la cohesión de las partículas , lo que hace que los edificios u otros objetos de esa superficie se hundan.
La condición de arenas movedizas ocurre en flujo ascendente cuando el gradiente hidráulico crítico se acerca a la unidad. [1]
Propiedades
La arena movediza es un fluido no newtoniano que se adelgaza por cizallamiento : cuando no se le molesta, a menudo parece sólido (en forma de " gel "), pero un cambio de menos del 1% en la tensión sobre las arenas movedizas provocará una disminución repentina de su viscosidad (" sol " formulario). Después de una perturbación inicial, como cuando una persona intenta caminar sobre ella, el agua y la arena de las arenas movedizas se forman regiones densas y separadas de sedimentos de arena ; es debido a la formación de estas regiones de fracción de alto volumen que la viscosidad de las arenas movedizas parece disminuir repentinamente. Alguien que lo pise comenzará a hundirse. Para moverse dentro de las arenas movedizas, una persona u objeto debe aplicar suficiente presión sobre la arena compactada para volver a introducir suficiente agua para licuarla . Las fuerzas requeridas para hacer esto son bastante grandes: quitar un pie de arenas movedizas a una velocidad de 0.01 m / s requeriría la misma cantidad de fuerza necesaria para levantar un automóvil. [2]
Es imposible que un humano se hunda por completo en arenas movedizas [3] debido a la mayor densidad del fluido. Las arenas movedizas tienen una densidad de aproximadamente 2 gramos por centímetro cúbico, mientras que la densidad del cuerpo humano es solo de aproximadamente 1 gramo por centímetro cúbico. A ese nivel de densidad, hundirse más allá de la altura de la cintura en arenas movedizas es imposible. Incluso los objetos con una densidad más alta que las arenas movedizas flotarán sobre él si están estacionados. El aluminio, por ejemplo, tiene una densidad de aproximadamente 2,7 gramos por centímetro cúbico, pero un trozo de aluminio flotará sobre las arenas movedizas hasta que el movimiento haga que la arena se licue. [4]
Sin embargo, el movimiento continuo o en pánico puede hacer que una persona se hunda más en las arenas movedizas. Dado que esto perjudica cada vez más el movimiento, puede conducir a una situación en la que otros factores como la exposición al clima, la deshidratación , la hipotermia , las mareas o los depredadores pueden dañar a una persona atrapada. [5]
Las arenas movedizas se pueden escapar mediante un movimiento lento de las piernas para aumentar la viscosidad del líquido y la rotación del cuerpo para flotar en posición supina (acostado horizontalmente con la cara y el torso hacia arriba). [4]
En la cultura popular
Quicksand es un tropo de ficción de aventuras , particularmente en el cine, donde se representa de manera típica y poco realista con un efecto de succión que hace que las personas o los animales que caminan en él se hundan hasta que se sumerjan por completo y corran el riesgo de ahogarse. Esto ha llevado a la percepción popular de que los humanos pueden estar completamente sumergidos y ahogados en arenas movedizas; sin embargo, esto es físicamente imposible. [6] Según un artículo de 2010 de Slate , este truco tuvo su apogeo en la década de 1960, cuando casi el 3% de todas las películas mostraban personajes hundiéndose en arcilla, barro o arena. [7]
Ver también
- Bulldust
- Arenas movedizas secas
- Atrapamiento de granos
- Condición rápida
- Sáprico
- Pozo de brea
- Tixotropía
Referencias
- ^ "Condición de arenas movedizas - mecanismo de ocurrencia y medidas preventivas" . El Constructor . 2019-06-22 . Consultado el 20 de enero de 2020 .
- ^ Khaldoun, A., E. Eiser, GH Wegdam y Daniel Bonn. 2005. "Reología: Licuefacción de arenas movedizas bajo estrés". Nature 437 (29 de septiembre): 635. doi : 10.1038 / 437635a
- ^ "¿Las arenas movedizas realmente te matarán?" . El Explorador de la ciencia . Consultado el 8 de abril de 2020 .
- ^ a b Bakalar, Nicholas (28 de septiembre de 2005). "Ciencia de arenas movedizas: por qué atrapa, cómo escapar" . Noticias de National Geographic . Consultado el 9 de octubre de 2011 .
- ^ Discovery Channel . Cazadores de mitos . Temporada 2. "Killer Quicksand". 20 de octubre de 2004.
- ^ Jueves 29 de septiembre de 2005 Patricia Reaney Reuters (29 de septiembre de 2005). "Mito de arenas movedizas expuesto" . www.abc.net.au . Consultado el 8 de abril de 2020 .
- ^ Engber, Daniel (23 de agosto de 2010). "Terra Infirma: El ascenso y caída de arenas movedizas" . Pizarra . Consultado el 23 de agosto de 2010 .
enlaces externos
- Howstuffworks.com - Cómo funcionan las arenas movedizas
- "¿Qué son arenas movedizas?" . Scientific American .
- Video que muestra arenas movedizas en un arenero YouTube