Ciencia a la orilla del mar

¿Sabes por qué la arena mojada es más oscura que la seca? ¿O por qué se sostienen los castillos de arena? ¿Y no te parece extraño que sequemos la arena húmeda al pisarla?

 

Pasear por la playa nos plantea una curiosa paradoja: al levantar el pie de la arena mojada vemos cómo la arena aparece fugazmente seca. Si nos detenemos a pensarlo un poco, resulta intrigante. Al presionar con nuestro pie la arena debería reaccionar como las esponjas cuando las apretamos: rezumando agua. Sin embargo no vemos esa delgada capa de agua encima de nuestra huella sino todo lo contrario, aparece seca. Cualquiera puede hacer el siguiente experimento. En un bote de plástico flexible se introduce arena y algo de agua. Al apretar las paredes, el agua desaparece dentro de la arena. Esto sucede porque al presionar la arena, los granos se redistribuyen, lo que conduce a un aumento del volumen entre ellos. Hay más espacio para el agua y, por tanto, cabe más.

Lo interesante es que esta observación tan tontorrona es muy importante a la hora de aprovechar con eficacia el proceso de extracción del aceite o el vino: una mayor presión no tiene porqué producir una extracción del líquido.

Y ya que hablamos de la relación entre el agua y la arena, hay algo que los chavales descubren enseguida: que si quieren construir un castillo en la arena deben usar arena mojada… en su justa medida. Si usan arena seca lo más que consiguen es un montículo desparramado; si utilizan demasiada agua, como ocurre cuando llega una ola, la construcción se desmorona. Quien se encuentra detrás de todo es una relativamente vieja amiga nuestra: la electricidad.

Al mojar la arena, el agua recubre con una fina capa la superficie de los granos. El agua es una sustancia extraordinaria y entre sus propiedades está que la molécula tiene mal repartidas las cargas eléctricas. En definitiva, que una parte de la molécula tiene carga positiva y la opuesta, negativa. Los granos de arena también presentan curiosas distribuciones de cargas eléctricas, lo que hace que cuando una molécula de agua se aproxima al grano de arena se quede pegada, del mismo modo que cuando jugábamos a atraer trozos de papel con un bolígrafo frotado en la manga del jersey. De este modo, el agua atrapada entre la superficie de dos granos actúa como un pegamento, débil pero eficaz. Si hay demasiada agua, los granos se separan y será el fin del castillo de arena.

¿Por qué la arena mojada es más oscura que la seca?

Todo tiene que ver con la dispersión de la luz, el choque entre la luz y los granos de arena. La luz tiende a salir rebotada en todas direcciones si choca con partículas pequeñas, y hacia adelante si son un poco más grandes. Un lector avispado podría preguntarse qué tiene que ver esto con lo que estamos discutiendo, porque los granos de arena secos tienen el mismo tamaño que los mojados. En parte tiene razón, pero sólo en parte. La cuestión es que la luz, cuando penetra en los espacios que hay entre los granos de arena mojada, no se está moviendo en el aire sino por el agua, donde va más despacio. Y esto tiene el mismo efecto que chocar contra granos de arena grandes. De hecho, la luz necesita un mínimo de seis colisiones para salir de nuevo al exterior cuando choca con arena mojada, mientras que en la arena seca le basta con dos. Al sufrir un mayor número de colisiones la luz pierde intensidad y por eso vemos la arena mojada más oscura.

Un mar de sombrillas

Si hay algo que también caracteriza una playa en verano es otro mar, el de sombrillas. ¿Quién las inventó? Todo comenzó en Babilonia hace 3 400 años. Símbolo de rango y distinción, todos recordamos esas películas donde un esclavo o un siervo camina detrás del rey, faraón o jefe de la tribu con una sombrilla. Sin embargo, para los egipcios el parasol tenía un claro significado religioso. Para ellos, la bóveda celeste estaba formada por el cuerpo de la diosa Nut que cubría la tierra completamente y sólo se apoyaba en el suelo usando los dedos de los pies y de las manos. De este modo, las sombrillas, hechas de frondas de palma, plumas y papiros tensados, se convirtieron en encarnaciones terrenales de la diosa y, por tanto, sólo podían proteger las cabezas de los nobles. Ser invitado a situarse debajo de la sombrilla del faraón constituía un altísimo honor, pues implicaba estar bajo la protección del monarca.

En Grecia y Roma la sombrilla era parte del atuendo femenino. Los hombres únicamente podían usarla sin temor al ridículo si acompañaban a una mujer. Las mujeres nobles, que portaban sombrillas blancas, celebraban una vez al año la Fiesta de los Parasoles. Fiesta que cómo no, celebraba la fertilidad.

Miguel Ángel Sabadell

Miguel Ángel Sabadell

Me licencié en astrofísica pero ahora me dedico a contar cuentos. Eso sí, he sustituido los dragones y caballeros por microorganismos, estrellas y científicos de bata blanca.

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