¿Cuál es el ángulo de reposo?

El ángulo de reposo es un término utilizado en ciencia e ingeniería y puede tener dos significados relacionados. Generalmente se usa para describir el ángulo máximo, medido hacia arriba desde la horizontal, en el que una pila de un material granular particular permanecerá estable sin que ninguno de los materiales se deslice hacia abajo. También puede referirse a una combinación de una rampa u otra pendiente y un objeto que descansa sobre ella. En este caso, es el ángulo máximo en el que la rampa o la pendiente sostendrán el objeto sin que se deslice hacia abajo. En cualquier caso, el ángulo crítico de reposo, como se conoce más adecuadamente, siempre será mayor que 0 ° y menor que 90 °, y la mayoría de los materiales tendrán uno de 45 ° o menos.

Cualquier material de naturaleza granular, incluso cuando las unidades individuales son muy grandes, como trozos de hormigón roto o rocas del tamaño de una roca, naturalmente forma una pila en forma de cono cuando se deposita en una superficie plana desde una altura. El perfil natural de este cono se aproximará al ángulo de reposo para ese material o mezcla en particular. Los gránulos muy pequeños o lisos que ejercen poca fricción entre sí tenderán a formar pilas con lados menos profundos. Los gránulos más ásperos o los que se adhieren entre sí tienden a formar pilas con lados más empinados y un ángulo más alto. El contenido de humedad también afecta significativamente esta medida para la mayoría de los materiales.

Los geólogos, así como los ingenieros civiles y de minería, a menudo usan esta medida para analizar pendientes y terraplenes en busca de peligro de colapso, además de ayudar a evaluar el peligro potencial de avalancha. Es útil en el diseño de maquinaria de almacenamiento y transporte para materiales granulares, ya que puede brindarle a un ingeniero una visión del tamaño y forma apropiados de dichos dispositivos. Los ingenieros civiles usan los datos cuando diseñan y administran proyectos de construcción y administración de tierras, como diques, presas y plataformas elevadas. Los geólogos y vulcanólogos lo utilizan para predecir el posible comportamiento de los conos de ceniza y los volcanes de arena, así como para estudiar los procesos relacionados con la meteorización de las rocas y la deposición de sedimentos.

Los ingenieros y científicos usan varios métodos para calcular el ángulo de reposo de una sustancia o mezcla granular. Los cálculos y las fórmulas que emplean datos publicados previamente son un método, y existen varios experimentos simples para determinar el ángulo de cualquier sustancia con granos lo suficientemente pequeños para ser manejada fácilmente. Dependiendo del método y la precisión de las posibles mediciones, las cifras tienden a ser aproximaciones cercanas en lugar de valores exactos, pero esto no reduce ni elimina su utilidad.