Voc� j� percebeu que, ao agitar uma embalagem de frutas secas, as castanhas-do-par� (ou castanhas-do-brasil, como conhecidas no exterior), normalmente maiores, tendem a subir para o topo?
Se n�o, fa�a o teste.
Esse mesmo efeito � observado em qualquer subst�ncia granulada, como cereais matinais sortidos (granola, por exemplo). Quando em movimento, as part�culas de maior tamanho tendem a ascender � superf�cie.
Popularmente, esse fen�meno � conhecido como 'efeito castanha-do-Brasil' ou 'efeito castanha-do-par�' e tem enormes implica��es para setores em que uma mistura desigual pode afetar significativamente a qualidade do produto, como as ind�strias farmac�utica e de minera��o.Mas, pela primeira vez, cientistas do Reino Unido capturaram a complexa din�mica do movimento das part�culas em materiais granulares, ajudando a desvendar esse 'mist�rio' da f�sica.
Pesquisadores da Universidade de Manchester (Inglaterra) usaram imagens 3D em time-lapse para mostrar como a castanha-do-par� ascende � superf�cie em uma mistura de frutas secas.
Diz o professor Philip Withers de Regius, envolvido no estudo: "Neste trabalho, acompanhamos o movimento da castanha-do-par� e do amendoim por meio de tomografia computadorizada de raios-X em time-lapse enquanto a embalagem era repetidamente agitada. Isso nos permitiu ver pela primeira vez o processo pelo qual a castanha-do-par� passa para chegar ao topo."
Um desafio comum ao analisar materiais granulares � acompanhar o que acontece com as part�culas no interior de uma pilha, que n�o podem ser vistas facilmente.
Os cientistas observaram que o amendoim vai para o fundo, enquanto tr�s castanhas-do-par� maiores sobem quando a embalagem � sacudida. A primeira castanha atinge os primeiros 10% da altura da base ap�s 70 ciclos de cisalhamento (aplica��o de uma for�a perpendicular ao eixo longitudinal do corpo), com as outras duas castanhas do Brasil atingindo essa altura ap�s 150 ciclos de cisalhamento. As castanhas restantes aparecem presas na parte inferior e n�o sobem para cima. (veja o v�deo)
Parmesh Gajjar, principal autor do estudo, acrescenta: "De maneira cr�tica, a orienta��o da castanha-do-par� � a chave para seu movimento ascendente. Descobrimos que as castanhas-do-par� inicialmente come�am na horizontal, mas n�o come�am a subir at� que tenham girado o suficiente em dire��o ao eixo vertical. Ao atingir a superf�cie, elas retornam a uma orienta��o plana".
Em outras palavras: � medida que o pacote � agitado, as frutas secas menores se chocam com as laterais das maiores, tornando cada vez mais prov�vel que as maiores se virem. Quando as castanhas-do-par� apontam para cima, � liberado mais espa�o para que as frutas secas menores caiam pelas laterais. O fluxo descendente das menores for�a, ent�o, as maiores a ascender ao topo.
Assim, quando chega �s prateleiras dos supermercados, a embalagem j� foi suficientemente sacudida de modo que todas as castanhas-do-par� tendem a estar no topo.
"Nosso estudo destaca o papel importante da forma e orienta��o das part�culas na segrega��o. Al�m disso, essa capacidade de rastrear o movimento em 3D pavimentar� o caminho para novos estudos experimentais de segrega��o de misturas e abrir� a porta para simula��es ainda mais realistas e modelos preditivos poderosos".
Segundo Gajjar, a descoberta pode favorecer muitos setores, como as ind�strias farmac�uticas e de minera��o.
"Isso nos permitir� projetar melhor o equipamento industrial para minimizar a segrega��o por tamanho, levando a misturas mais uniformes. Isso � crucial para muitas ind�strias, por exemplo, garantindo uma distribui��o uniforme de ingredientes ativos em comprimidos medicinais, mas tamb�m no processamento de alimentos, minera��o e constru��o", diz ele.
O estudo foi publicado na revista cient�fica Scientific Reports.
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