Por que é possível se construir esculturas de areia?

acabam por se desmoronar a poucos centímetros da base.

O grupo liderado pelo físico Daniel Bonn, da Universidade de Amsterdam, constatou que a construção bem sucedida de esculturas de areia deve-se às ligações capilares que se formam na areia molhada, formada a partir de uma certa percentagem de água, da ordem de apenas 1% do seu volume. Atenção, uma gota a mais e tudo se desmorona.

A robustez dos castelos deve-se à formação de ligações capilares entre os grãos de areia úmidos, que promovem uma força de atração entre os grãos, mantendo-os grudados, como se fosse cimento.

Para a construção de esculturas de areia é essencial o uso de areia umedecida, pois a areia seca não suporta o seu próprio peso.

Nas suas experiências, os cientistas utilizaram tubos de PVC impermeáveis de diferentes diâmetros, que cortaram ao meio longitudinalmente. “As duas metades foram montadas e a areia foi sendo introduzida em pequenas quantidades”, explicam. Depois, removiam cuidadosamente as metades dos tubos e, se a coluna de areia estivesse estável, repetiam o procedimento com alturas maiores. Com um cilindro de 20 centímetros de raio, conseguiram manter de pé uma coluna de areia de aproximadamente 2,5 metros, o que consideraram “bastante comparável com o que pode ser observado na realidade”.

Os cientistas chegaram, igualmente, à conclusão de que é possível construir castelos de areia debaixo de água, pois, no caso de areia impermeável, a função que a água desempenhava nos castelos tradicionais é agora substituída pelo ar que lá ficou aprisionado. “Neste caso, é o ar e não a água que ‘molha’ os grãos de areia e podemos simplesmente substitui-los sem alterar a força das ligações”.

O maior castelo do mundo foi construído pelo escultor Ed Jarret, em 2011, com cerca de 11 metros.

Uma pequena quantidade de líquido adicionado a um material granular denso irá formar "pontes" nos pontos de contato entre os grãos, estabelecendo uma força de atração intergranular, que está ausente em materiais granulares secos. Contudo, uma molhadela altera um sistema granular de um sistema com apenas interações repulsivas intergrãos para um com ambas as interações repulsivas e atrativas. Dado que as interações físicas microscópicas são tão radicalmente alteradas com grãos úmidos, não é surpreendente que o seu comportamento macroscópico também deve diferente.