Si alguna vez ha construido castillos en la arena, es posible que esté familiarizado con el ángulo de reposo. Lentamente vierta arena de un balde. Formará una pila en forma de cono. A medida que vierta más arena en la pila, la pila se hará más grande, pero mantendrá la misma forma básica. Si hicieras lo mismo con sal, azúcar u otro material granular, también formaría una pila cónica, pero la forma sería ligeramente diferente. El ángulo entre el lado inclinado de la pila en forma de cono y la horizontal variará de un tipo de material a otro. Este ángulo se denomina ángulo de reposo.
Factores que afectan al ángulo de reposo
El material individual afectará al ángulo de reposo, un reflejo de los diferentes coeficientes de fricción entre diferentes sustancias. El tamaño de las partículas es un factor. Si otros factores son iguales, el material de grano fino formará una pila menos profunda, con un ángulo de reposo más pequeño que los granos más gruesos. La humedad afecta el ángulo de reposo, como cualquier persona que haya construido un castillo de arena puede confirmar. La arena húmeda tiene un ángulo de reposo mucho más alto que la arena seca. Y el método por el cual se mide el ángulo de reposo también puede afectar la medición.
Método de caja basculante
Este método es apropiado para materiales finos, no cohesivos, con tamaño de partícula individual menos de 10 mm. El material se coloca dentro de una caja con un lado transparente para observar el material de prueba granular. Inicialmente debe estar nivelado y paralelo a la base de la caja. La caja se inclina lentamente a una velocidad de aproximadamente .3 grados /segundo. La inclinación se detiene cuando el material comienza a deslizarse a granel y se mide el ángulo de inclinación.
Método de embudo fijo
El material se vierte a través de un embudo para formar un cono. La punta del embudo debe mantenerse cerca del cono en crecimiento y levantarse lentamente a medida que crece la pila, para minimizar el impacto de las partículas que caen. Deje de verter el material cuando la pila alcance una altura predeterminada o la base tenga un ancho predeterminado. En lugar de intentar medir directamente el ángulo del cono resultante, divida la altura por la mitad del ancho de la base del cono. La tangente inversa de esta relación es el ángulo de reposo.
Método de cilindro giratorio
El material se coloca dentro de un cilindro con al menos una cara transparente. El cilindro gira a una velocidad fija y el observador observa que el material se mueve dentro del cilindro giratorio. El efecto es similar a mirar la ropa caer una sobre la otra en una secadora de ropa que gira lentamente. El material granular asumirá un cierto ángulo a medida que fluye dentro del cilindro giratorio. Este método se recomienda para obtener el ángulo de reposo dinámico, y puede variar desde el ángulo de reposo estático medido por otros métodos. Al describir el ángulo de reposo de una sustancia, siempre especifique el método utilizado.
