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viernes, 26 de agosto de 2022

Lecturas de verano: Breves instrucciones para construir castillos de arena

El castillo de arena más alto del mundo mide 21,16 m de altura y se construyó en Blokhus, Dinamarca, el 2 de julio de 2021. Foto: Shutterstock/DVY

Un edificio incomparable se recorta en un cielo azul brillante. Docenas de agujas y torres de múltiples formas y diseños sobresalen entre almenas y contrafuertes alrededor de una torre central piramidal. La base la cierra un muro fortificado, detrás del cual hay un cuerpo de agua del que emerge un dragón vigilante mientras que un faro brilla desde un costado de la imponente estructura.

Esta colosal escultura pulverizó el año pasado el récord Guinness de castillos de arena. con un ancho de 32 m y una altura de 21,16, la fortaleza arenosa está hecha con 4.860 toneladas de arena que treinta escultores dirigidos por el artista holandés Wilfred Stijer esculpieron en Blokhus, Dinamarca, en julio de 2021.

Si quiere saber por qué algunos castillos de arena son altos y tienen estructuras complejas y elegantes, mientras que otros son montones de arena desmadejados, tenga en cuenta en primer lugar el ABC de los castillos de arena: construirlos adecuadamente exige la mezcla correcta de tres ingredientes: la arena proporciona la estructura, pero es el agua que se introduce entre los granos de arena la que mantiene cohesionada la arena. El tercer ingrediente es intangible e invisible: sin la cantidad correcta de aire, el agua separaría los granos de arena.

No sirve cualquier arena

De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos que utilizan los ingenieros para los cálculos de estructuras, los granos de arena son partículas de suelo que tienen un diámetro entre 0,075 y 4,75 mm. Por definición, cualquier material térreo que se clasifique como arena debe tener al menos la mitad de sus partículas dentro de ese rango. Si una muestra de suelo tiene partículas más pequeñas que el tamaño de la arena es una arcilla, y si las partículas son más grandes se consideran gravas.

La mayoría de la arena sirve para construir cualquier castillo, pero la mejor de todas tiene dos características: granos de arena de varios tamaños diferentes que se sientan ásperos al tacto, es decir, si se observan con una sencilla lupa de mano presentan bordes angulares. La variación en el tamaño del grano permite que los granos de arena más pequeños llenen los huecos (poros) que quedan entre los granos de arena más grandes. El resultado es una mayor resistencia de la arena.

Concurso infantil de esculturas de arena. Playa Ramírez (Montevideo, Uruguay). Dominio público


Si quiere hacer una pila de piezas angulosas de madera no tendrá ninguna dificultad para amontonarlas; intente hacerlo con un saco de canicas y, por mucho empeño que ponga, no lo conseguirá (salvo que use pegamento). Por eso mismo, los granos de arena más angulares, es decir, los que tienen márgenes más delgados, se unen mejor entre ellos lo que trae como resultado que el castillo de arena sea más fuerte y resistente.

Esa es también la razón por la que, paradójicamente, la mejor arena para levantar castillos no se encuentra necesariamente en una playa natural. Los granos de arena más angulares generalmente se encuentran más cerca de las montañas, cuyas rocas antes de disgregarse son las fuentes geológicas de donde surge la arena una vez que el agua y el viento hacen su trabajo erosivo.

Esos granos de arena son los más angulosos porque el agua y el viento no han tenido tiempo para redondearlos. En los mejores concursos de castillos de arena los organizadores suelen importar arena de río. Debido al maltrato urbanístico del litoral y a la falta de aportes de los ríos agostados o represados y de la destrucción de las dunas naturales, muchas de las playas más populares están muy artificializadas con unos o varios aportes anuales de arena de río. Esas son las mejores para hacer esculturas de arena.

Imágenes en 3D de cuentas de vidrio (a modo de granos de arena) mojadas usando microtomografías de rayos X (arriba). Estos modelos muestran los granos (en amarillo) y los puentes capilares (en azul) que tiran de las cuentas una hacia la otra, tal como lo hacen en la arena real. Abajo: Se forman más puentes capilares (regiones blancas) a medida que aumenta la cantidad de agua entre los granos (de izquierda a derecha).l. Fuente: Nature Materials 7 189. 2008.

Finalmente, cuanto más apretados estén los granos, más consistente será la arena. Si presionamos con fuerza la arena húmeda para compactarla lo máximo posible los granos de arena se aprietan unos contra otros, lo que disminuye el tamaño de los poros y aumenta el efecto cohesionador del agua con el consiguiente aumento de la resistencia de la arena.

El agua es clave

Cualquier niño que juegue en la playa sabe que las propiedades físicas de la arena húmeda y seca son muy diferentes. Si no hay agua, como mucho solo conseguirá levantar un montón de arena. Si se pasa, “ahogará” el material y comprobará como el agua y la arena fluyen en forma de un fluido incoherente y amorfo. No hay que plantarse a destiempo y mucho menos pasarse: entre la arena seca y la arena saturada de agua hay una amplia gama de niveles de humedad que permiten la construcción de castillos de arena.

El agua es cohesiva, lo que significa que al agua le gusta pegarse al agua. Pero el agua también se adhiere o asciende por ciertas superficies. Mire con atención la superficie del agua en un tubo de ensayo y verá cómo se curva hacia arriba en los bordes debido a las fuerzas adhesivas entre el vidrio y el líquido. La gravedad consigue mantener el agua en el tubo, pero el líquido trata de trepar hasta la superficie. Esta pequeña lucha es lo que hace posible levantar castillos de arena.

Fuente


Justo donde el aire y el agua se juntan, hay tensión superficial, que cohesiona el agua como la superficie tensa de un globo. Esa misma tensión superficial es la que une también los granos de arena. Si el tubo de ensayo medio lleno de agua fuera mucho más delgado, como una pajita de sorber, el agua subiría más y tendría más tensión superficial. Cuanto más estrecha sea la pajita, más alta subirá el agua. Este fenómeno se llama capilaridad.

El agua se comporta del mismo modo en la arena húmeda. Los huecos o poros entre los granos son como un montón de pajitas muy pequeñas. El agua forma pequeños puentes entre los granos. En esos puentes microscópicos el agua está sujeta a tensión y tira de los granos manteniéndolos apretados gracias a la tensión de succión.

Una regla general para construir grandes castillos de arena es utilizar una parte de agua por cada ocho de arena seca. La cantidad de agua controla el tamaño y la fuerza de los puentes de agua. Muy poca equivale a pequeños puentes entre los granos de arena. Añada más agua y el tamaño y el número de puentes crece aumentando la succión que mantiene unidos los granos. El resultado es una arena perfecta para esculpir arena.

Demasiada agua, sin embargo, hará la que succión sea demasiado débil para mantener la arena cohesionada. En una playa, la arena con el mejor nivel de humedad es la que está cerca de la línea de marea alta durante la bajamar.

La sal del agua marina también puede ser de gran ayuda para estabilizar nuestro castillo. Al principio, las fuerzas capilares mantienen unidos los granos de arena, pero llegará un momento en el que se evaporará, particularmente en los días con viento. Cuando el agua de mar se seca, la sal se queda. Como el agua estaba formando puentes entre los granos, la sal cristaliza en los puntos de contacto. De esa manera, la sal puede mantener un castillo de arena en pie mucho después de que la arena se haya secado. Pero, ojo, tenga cuidado de no tocar la arena cohesionada con sal: es frágil y deleznable.

Una escultura de arena presentada en el International Sand Sculpture Festival (SANDLAND) en Antalya, Turquía en mayo de 2021. Fuente


Antes de ir a la playa, recapitulemos. Para un castillo de arena verdaderamente impresionante, seleccione un lugar con una cantidad apropiada de arena fina. Coja arena húmeda alrededor de la marca de la marea alta, lo que le dará la proporción ideal de arena y agua de 8:1. Compacte su material para aumentar la estabilidad. Si quiere una torre alta, busque una base ancha y una forma cónica. Hecho eso, cruce los dedos y da rienda suelta a tu creatividad. Tendrá una obra maestra en sus manos... hasta que su estructura sea, inevitablemente, arrastrada por la marea ascendente.

En cualquier caso, aunque sus ambiciones constructoras sean más modestas, diviértase haciendo castillos de arena que, aunque no se eleven mucho, siempre será mejor que levantarlos en al aire. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca