Seguramente has observado que, en una bolsa con semillas de diferente tipo y tamaño, siempre las más grandes ascienden hacia la superficie de la mezcla, mientras que las más pequeñas ocupan el fondo. Este fenómeno se conoce como efecto de las nueces de Brasil y es una consecuencia de la dinámica compleja de la materia granular, que se refiere a sistemas compuestos por partículas sólidas con diferentes tamaños. Ejemplo de ello son la arena, las semillas, el azúcar, residuos orgánicos e incluso asteroides.
En años recientes, estudiar la materia granular se ha convertido en algo fascinante y prometedor dentro de la física aplicada. Particularmente, la materia granular ha demostrado ser una aliada inesperada en la búsqueda de soluciones sostenibles respecto a desafíos energéticos con las innovaciones basadas en biomasa. Compuesta por desechos orgánicos, como restos de plantas y agrícolas, la biomasa se ha convertido en una fuente potencial de energía. Por ejemplo, en nuestros hogares podemos aprovechar los residuos de verduras y frutas; al colocarlos en capas alternadas, ellos desencadenarán una reacción de degradación microbiana para obtener composta casera, la cual se puede utilizar fertilizante y con ello aprovechar su energía almacenada.
Interesantemente, la energía anterior puede convertirse en calor, energía eléctrica e incluso combustibles. Investigaciones recientes han desarrollado nuevas técnicas para la conversión eficiente de biomasa en bioenergía mediante la manipulación precisa de su estructura granular; es decir, su tamaño, forma, empaquetamiento o humedad para obtener energía. Estas técnicas incluyen el uso de reactores de camas formadas por granos que permiten una combustión más completa y eficiente, lo cual reduce contaminantes y maximiza la generación de energía.
Por otro lado, tenemos el problema de almacenamiento de energía, uno de los mayores desafíos en la transición hacia fuentes de energía renovables. Una solución innovadora es el desarrollo de baterías granulares que utilizan partículas de materiales con propiedades electroquímicas para almacenar y liberar energía. Sin embargo, se están explorando nuevas formas de optimizar el diseño de estas baterías para mejorar su eficiencia y reducir costos.
En México existen algunos grupos de investigación sobre materia granular, enfocados a dinámicas de impacto, formación de cráteres, granos húmedos y magnéticos. Dado su impacto potencial en generación sustentable y limpia de energía, invertir en esta área podría posicionar a México como un líder en innovación energética. Fomentar el desarrollo de proyectos y centros de investigación especializados en materia granular permitirá no solo avanzar en tecnologías nacionales, sino también colaborar en el panorama internacional, atrayendo inversión y talento pues la materia granular tiene aplicaciones industriales. Desde el procesamiento de materiales hasta mejorar la eficiencia productiva, la optimización de flujos de grano en transportadores y mezcladoras puede incrementar la eficiencia operativa y reducir el desperdicio.
En la vida diaria, el uso de materiales granulares en la construcción (concreto de alta resistencia y eficiencia energética) está revolucionando la forma en que construimos casas y edificios de forma sostenible. Y como podemos ver, la materia granular está transformando el campo de las energías renovables, por lo que la investigación y desarrollo continuo de esta área son esenciales para avanzar hacia un futuro menos contaminante. México tiene la oportunidad de desempeñar un papel crucial en la investigación de medios granulares.
