Quem já comeu mix de castanhas sabe que, em geral, as castanhas-do-pará costumam ficar por cima, enquanto o amendoim e a castanha de caju acabam no fundo do pacote. Este é o “efeito castanha-do-pará”, e acontece devido a leis da física bem conhecidas, mas é muito mais complicado do que você imagina.

A física Nicole Sharp, do blog Fuck Yeah Fluid Dynamics, produziu seu próprio vídeo sobre esse enigma perene. Ele se trata menos das castanhas em si, e mais sobre a física dos chamados materiais granulares, como pilhas de areia. O que acontece numa lata de mix de castanhas depende muito de como elas interagem entre si.



Existem dois mecanismos primários no efeito castanha-do-pará. O primeiro é a percolação: ou seja, grãos pequenos migram para o fundo entre os grãos maiores. O segundo é a convecção: os grãos maiores tendem a subir para o topo.

hfaghng1hvffmekyvomw

Isso parece bastante simples, mas há diversos outros fatores que contribuem para a subida constante das castanhas-do-pará ao topo. É por isso que os físicos ainda estão estudando esses sistemas, para entender melhor como eles funcionam.

Como explica Nicole, a gravidade está puxando para baixo todas as castanhas na mistura. Elas também interagem umas com as outras, se empurrando no recipiente e produzindo fricção e energia mecânica perdidas na forma de calor. A quantidade de atrito depende do tamanho e forma das castanhas.

Além disso, temos o fator densidade. Se as partículas grandes forem muito menos densas do que as partículas ao redor, eles sobem para o topo e lá ficam. Se elas forem muito mais densas do que as partículas ao redor, elas também sobem para topo e lá ficam. Quando a diferença na densidade em relação às outras partículas é pequena, elas tendem a permanecer misturadas.

E toda essa dependência da densidade acaba se as partículas estiverem no vácuo. Parece que o rumo que leva uma castanha-do-pará para o topo depende não só das castanhas vizinhas, e da densidade delas, como também da pressão do ar.

É possível inverter este efeito usando um recipiente em forma de cone, no entanto. E como diz Nicole, o efeito é uma vantagem se o seu lanche for pipoca: ao agitar o recipiente, isso fará com que os grãos duros caiam para o fundo, deixando a pipoca branquinha na parte superior.

[Fuck Yeah Fluid Dynamics]

Foto por Melchoir/Wikimedia