De volcanes a café molido: Científicos descubren la electricidad detrás de los materiales granulares

Un fenómeno invisible conecta procesos tan distintos como erupciones volcánicas, fallas industriales y hasta el sabor del café. Se trata de la transferencia de carga eléctrica entre materiales granulares; un mecanismo que fue estudiado en detalle por científicos chilenos.

La investigación, con participación de especialistas de la Universidad de Chile, revela cómo partículas como ceniza, polvo o granos pueden intercambiar carga al entrar en contacto, generando efectos visibles, y a veces peligrosos, en distintos contextos.

«Durante mucho tiempo se pensó que la transferencia de carga entre granos idénticos era un proceso esencialmente aleatorio. Lo que mostramos es que existe un parámetro muy concreto que rompe esa simetría, y ese parámetro es el estado químico de la superficie», explica el investigador Nicolás Mujica.

Un fenómeno presente en todas partes

Desde tormentas eléctricas en volcanes hasta problemas en procesos industriales, el estudio apunta a una misma causa: la electricidad que se genera cuando estos materiales chocan, se separan o se agrupan.

Cuando un volcán entra en erupción, las partículas de ceniza colisionan en la atmósfera y generan intensas tormentas eléctricas. Este mismo principio ocurre en escenarios mucho más cercanos.

En procesos industriales, el movimiento de polvo puede generar acumulaciones de carga que afectan la eficiencia e incluso provocan explosiones. En la vida diaria, algo tan simple como el café molido puede verse afectado: las partículas se adhieren entre sí antes de entrar en contacto con el agua.

Cómo se transfieren las cargas

El estudio profundiza en cómo ocurre esta transferencia de carga entre materiales granulares, un tipo de materia extremadamente común y ampliamente utilizado en distintas áreas.

Los investigadores analizaron cómo factores como el tamaño de las partículas, su composición y las condiciones del entorno influyen en este intercambio eléctrico. Comprender estos mecanismos permite anticipar comportamientos que antes parecían impredecibles.

En laboratorio, el equipo trabajó con partículas de dióxido de silicio, el principal componente de la arena, para observar este comportamiento en condiciones controladas.

«Después de la limpieza, una partícula siempre se carga negativamente. Y si limpiamos la superficie contra la que choca la misma partícula pasa a cargarse positivamente«, explica Mujica.

Impacto en ciencia e industria

El hallazgo tiene implicancias en distintos campos, permite comprender mejor fenómenos naturales como la electrificación en erupciones volcánicas o la formación de planetas.

También abre nuevas posibilidades para mejorar procesos industriales que involucran polvo y reducir riesgos asociados a descargas eléctricas.

«Entender cómo y por qué se transfieren cargas entre granos es fundamental en una enorme variedad de sistemas. Lo notable es que un fenómeno que parecía aleatorio está gobernado por procesos bien definidos a nivel molecular”, concluye Mujica.