Germán VarasGranular LAB
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Sistemas Granulares

Curso introductorio a la física de sistemas granulares, con énfasis en avances recientes, conceptos de aplicaciones geofísicas e industriales, experimentos y simulaciones demostrativas.

Contexto histórico

De arena cotidiana a materia compleja

Los sistemas granulares parecen simples, pero obligan a mezclar fricción, colisiones, memoria, geometría y flujo fuera de equilibrio.

  1. 1831

    Michael Faraday

    Los patrones en materiales vibrados muestran que un conjunto de granos puede organizarse colectivamente.

  2. 1885

    Osborne Reynolds

    La dilatancia revela que un material granular puede cambiar volumen al deformarse, algo ausente en fluidos simples.

  3. 1941

    Ralph Bagnold

    El estudio de arena transportada por viento conecta experimentos, geofísica y leyes de escala para granos en movimiento.

  4. 1996

    Jaeger, Nagel y Behringer

    La revisión moderna instala la imagen de sólidos, líquidos y gases granulares como estados de una materia compleja.

  5. 1999

    Pierre-Gilles de Gennes

    Los granos se presentan como un campo fértil para física estadística fuera de equilibrio y materia blanda.

  6. 2006

    Aranson y Tsimring

    Los patrones y comportamientos colectivos se consolidan como tema central para describir medios granulares activados.

Descripción

Curso introductorio a la física de sistemas granulares, con énfasis en avances recientes, conceptos de aplicaciones geofísicas e industriales, experimentos y simulaciones demostrativas.

Programa

  • Definición y ejemplos de medios granulares
  • Interacciones a escala del grano
  • Sólidos granulares: estática, elasticidad y plasticidad
  • Fluidos y gases granulares
  • Medios granulares sumergidos
  • Erosión y transporte sedimentario

Material del curso

Bibliografía base

Lecturas que sostienen el curso y conectan experimentos, teoría y aplicaciones.

6
  • Bagnold - The Physics of Blown Sand and Desert DunesBagnold, R. A. (1974). The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. Springer Dordrecht.
    Libro
  • Duran - Sands, Powders, and GrainsDuran, J. (2000). Sands, Powders, and Grains: An Introduction to the Physics of Granular Materials. Springer New York.
    Libro
  • Andreotti, Forterre, Pouliquen - Les milieux granulairesAndreotti, B., Forterre, Y. & Pouliquen, O. (2011). Les milieux granulaires: Entre fluide et solide. EDP Sciences, collection Savoirs Actuels.
    Libro
  • Jaeger, Nagel & Behringer - Granular solids, liquids, and gasesJaeger, H. M., Nagel, S. R. & Behringer, R. P. (1996). Granular solids, liquids, and gases. Reviews of Modern Physics, 68, 1259-1273.
    Artículo
  • de Gennes - Granular matter: a tentative viewde Gennes, P.-G. (1999). Granular matter: a tentative view. Reviews of Modern Physics, 71, S374-S382.
    Artículo
  • Aranson & Tsimring - Patterns and collective behavior in granular mediaAranson, I. S. & Tsimring, L. S. (2006). Patterns and collective behavior in granular media: Theoretical concepts. Reviews of Modern Physics, 78, 641-692.
    Artículo

Temas del curso

Bloques conceptuales para navegar la física granular.

5
  • Sólidos granularesEstática, arcos, fricción y plasticidad
    pendiente
  • Fluidos y gases granularesColisiones, disipación y agitación
    pendiente
  • Medios granulares sumergidosAcoplamiento fluido-grano
    pendiente
  • Transporte sedimentarioErosión, dunas y geofísica
    pendiente
  • Experimentos y simulacionesDEM, visualización y escalamiento
    pendiente

Evaluación

Formato orientado a lectura crítica y comunicación científica.

2
  • Presentaciones oralesLectura y discusión de artículos
    pendiente
  • Profundización temáticaTema elegido durante el curso
    pendiente