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¡Hola gentes del foro!
Estoy planteando un experimento didáctico inspirado en las famosas "lámparas de lava" para para simular la dinámica del manto y de la corteza terrestre.
La idea es muy simple pero tengo una idea muy vaga de qué materiales me podrían ser más útiles.
Tomamos un acuario de cristal de aproximadamente 50cmx50cmx40cm y le ponemos algún tipo de fuente de calor en el fondo. Luego le añadimos alguna sustancia sólida o semi-sólida que se funda fácilmente, con un refrigerante encima líquido o gas. Se trata de fundir toda la sustancia y conseguir el equilibrio que permita formar una costra en la zona de contacto con el refrigerante (refrigerante que debe ser menos denso que el material solido para que no se hunda hacia el fondo). El objetivo es lograr que esta costra se fracture por la presión de las corrientes convectivas producidas por el calor del fondo y con ello se genere nueva costra al solidificarse el líquido emergente cuando entra en contacto con el refrigerante. Al mismo tiempo, la costra se abomba del centro y se hunde a plomo y/o por subducción al aumentar su masa y su área. De manera que el material hundido se vuelva a fundir
El material a fundir tendría que ser un poco quebradizo en el estado sólido para fomentar la fragmentación, pero no demasiado para que se pueda deformar plásticamente por las fuerzas laterales. Yo había pensado en algo parecido a la miel. Quizás con una miel de estas tan duras podría servir. Puede tener un color pero debe ser transparente al menos cuando está líquido para poder ver a través. Aunque con que solo se vea la superficie ya podría ser útil para ver la mayoría de fenómenos. También se pueden añadir tintes para ver como evolucionan.
El refrigerante podría ser un líquido no soluble con el sólido con un aire acondicionado a toda pastilla o sin líquido. En todo caso mejor si es transparente, incoloro y barato.
La fuente térmica no tiene que ocupar todo el fondo necesariamente. Aunque si lo hace va bien, se puede distribuir en una o varias zonas heterogeniamente para facilitar conveciones más energéticas en determinados puntos. Yo había pensado unas cuantas velas debajo el fondo del acuario (que deberá ser una plancha metálica) y así poder cambiar la intensidad y distribución del calor a mi gusto.
Para añadir un poco de realismo y llevando el experimento al máximo ideal, había pensado que con cuatro materiales se podría lograr algo aún mejor. El sólido/semi-sólido podría ser una mezcla de de dos materiales de densidades ligeramente diferentes, con un punto de fusión parecido, no demasiado solubles entre ellos y de distinta viscosidad. Si además fueran de distintos colores que no tiñeran el resto ya sería la bomba. Por otro lado, podría haber dos refrigerantes, uno líquido que cubriera una estrecha franja y un gas frío encima. Con los materiales adecuados para esto, se podría lograr que se formaran "continentes" emergidos con abombamientos del material menos denso (granito) y hundimientos con zonas más densas y bajo el líquido, a la manera de las placas oceánicas (basalto).
Para rizar el rizo al ideal, si los materiales a fundir, en su estado sólido fueran lo suficientemente "erosionables", quizás rociando con el refrijerante líquido en ciertas zonas y con cierta intensidad, se podría lograr canales a modo de ríos que arrastren el material más alto hacia abajo, formando un pequeño "sistema hidrográfico". Eso sacando la misma cantidad de líquido de los "mini-océanos" para conservar su volumen total, claro.
Como veis, la idea es muy simple pero puede ser muy difícil encontrar los materiales (para el caso más ideal) y las condiciones para lograr que se reproduzcan al menos los fenómenos principales del manto y la corteza. Evidentemente debe poder ser realizado fácilmente y con medios al alcance de cualquiera porqué este es su objetivo principal.
El ideal que he planteado, no creo que sea realizable a bajo coste. Debido a que el equilibrio necesario seguramente requiere de materiales inexistentes o inaccesibles. Pero lo menciono de todos modos por si por casualidad hubiera una forma viable y por si suscita nuevas ideas para aplicar los mismos principios. Para abrir más posibilidades creo que la velocidad de la evolución del sistema no es muy importante, aunque si es relativamente lenta puede dar más tiempo a estudiarlo y manipularlo. Y hay libertad para reajustar el volumen de cada sustancia y la potencia de la fuente térmica de manera experimental. Así como un cierto margen para la potencia de la disipación del calor.
¿Se os ocurre algún otro material accesible (resinas, plásticos)? ¿Y qué refrigerantes líquidos puedo usar para cada material candidato y que prácticamente no lo disuelva ni se hunda?
¿Que me sugerís para la fuente térmica?
¿Qué os parece? ¿Se os ocurre alguna otra cosa que pueda tener en cuenta?
Ah, digo "material" y "sustancia" indistintamente porqué no sé dónde está la diferencia en este caso.
Pero supongo que "sustancia" sería lo correcto.
Gracias y saludos.
Estoy planteando un experimento didáctico inspirado en las famosas "lámparas de lava" para para simular la dinámica del manto y de la corteza terrestre.
La idea es muy simple pero tengo una idea muy vaga de qué materiales me podrían ser más útiles.
Tomamos un acuario de cristal de aproximadamente 50cmx50cmx40cm y le ponemos algún tipo de fuente de calor en el fondo. Luego le añadimos alguna sustancia sólida o semi-sólida que se funda fácilmente, con un refrigerante encima líquido o gas. Se trata de fundir toda la sustancia y conseguir el equilibrio que permita formar una costra en la zona de contacto con el refrigerante (refrigerante que debe ser menos denso que el material solido para que no se hunda hacia el fondo). El objetivo es lograr que esta costra se fracture por la presión de las corrientes convectivas producidas por el calor del fondo y con ello se genere nueva costra al solidificarse el líquido emergente cuando entra en contacto con el refrigerante. Al mismo tiempo, la costra se abomba del centro y se hunde a plomo y/o por subducción al aumentar su masa y su área. De manera que el material hundido se vuelva a fundir
El material a fundir tendría que ser un poco quebradizo en el estado sólido para fomentar la fragmentación, pero no demasiado para que se pueda deformar plásticamente por las fuerzas laterales. Yo había pensado en algo parecido a la miel. Quizás con una miel de estas tan duras podría servir. Puede tener un color pero debe ser transparente al menos cuando está líquido para poder ver a través. Aunque con que solo se vea la superficie ya podría ser útil para ver la mayoría de fenómenos. También se pueden añadir tintes para ver como evolucionan.
El refrigerante podría ser un líquido no soluble con el sólido con un aire acondicionado a toda pastilla o sin líquido. En todo caso mejor si es transparente, incoloro y barato.
La fuente térmica no tiene que ocupar todo el fondo necesariamente. Aunque si lo hace va bien, se puede distribuir en una o varias zonas heterogeniamente para facilitar conveciones más energéticas en determinados puntos. Yo había pensado unas cuantas velas debajo el fondo del acuario (que deberá ser una plancha metálica) y así poder cambiar la intensidad y distribución del calor a mi gusto.
Para añadir un poco de realismo y llevando el experimento al máximo ideal, había pensado que con cuatro materiales se podría lograr algo aún mejor. El sólido/semi-sólido podría ser una mezcla de de dos materiales de densidades ligeramente diferentes, con un punto de fusión parecido, no demasiado solubles entre ellos y de distinta viscosidad. Si además fueran de distintos colores que no tiñeran el resto ya sería la bomba. Por otro lado, podría haber dos refrigerantes, uno líquido que cubriera una estrecha franja y un gas frío encima. Con los materiales adecuados para esto, se podría lograr que se formaran "continentes" emergidos con abombamientos del material menos denso (granito) y hundimientos con zonas más densas y bajo el líquido, a la manera de las placas oceánicas (basalto).
Para rizar el rizo al ideal, si los materiales a fundir, en su estado sólido fueran lo suficientemente "erosionables", quizás rociando con el refrijerante líquido en ciertas zonas y con cierta intensidad, se podría lograr canales a modo de ríos que arrastren el material más alto hacia abajo, formando un pequeño "sistema hidrográfico". Eso sacando la misma cantidad de líquido de los "mini-océanos" para conservar su volumen total, claro.
Como veis, la idea es muy simple pero puede ser muy difícil encontrar los materiales (para el caso más ideal) y las condiciones para lograr que se reproduzcan al menos los fenómenos principales del manto y la corteza. Evidentemente debe poder ser realizado fácilmente y con medios al alcance de cualquiera porqué este es su objetivo principal.
El ideal que he planteado, no creo que sea realizable a bajo coste. Debido a que el equilibrio necesario seguramente requiere de materiales inexistentes o inaccesibles. Pero lo menciono de todos modos por si por casualidad hubiera una forma viable y por si suscita nuevas ideas para aplicar los mismos principios. Para abrir más posibilidades creo que la velocidad de la evolución del sistema no es muy importante, aunque si es relativamente lenta puede dar más tiempo a estudiarlo y manipularlo. Y hay libertad para reajustar el volumen de cada sustancia y la potencia de la fuente térmica de manera experimental. Así como un cierto margen para la potencia de la disipación del calor.
¿Se os ocurre algún otro material accesible (resinas, plásticos)? ¿Y qué refrigerantes líquidos puedo usar para cada material candidato y que prácticamente no lo disuelva ni se hunda?
¿Que me sugerís para la fuente térmica?
¿Qué os parece? ¿Se os ocurre alguna otra cosa que pueda tener en cuenta?
Ah, digo "material" y "sustancia" indistintamente porqué no sé dónde está la diferencia en este caso.
Pero supongo que "sustancia" sería lo correcto.Gracias y saludos.