Een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Santa Barbara en de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een nieuw inzicht ontwikkeld in hoe de vorm van deeltjes de graanstroom regelt, wat ingenieurs zou kunnen helpen kusterosie en andere natuurlijke gevaren te beheersen.

Graanstroom is de beweging van korrelige materialen, zoals zand, grind en grond, onder invloed van de zwaartekracht. Het is een veel voorkomend verschijnsel in de natuur en kan zowel destructief als nuttig zijn. Graanstromen kunnen bijvoorbeeld aardverschuivingen en lawines veroorzaken, maar ze kunnen ook worden gebruikt voor het transport van materialen voor de bouw en de landbouw.

De vorm van deeltjes speelt een belangrijke rol bij het beheersen van de graanstroom. Hoekige deeltjes, zoals die in gebroken gesteente, hebben de neiging in elkaar te grijpen, waardoor ze beter bestand zijn tegen stroming. Ronde deeltjes, zoals die in strandzand worden aangetroffen, hebben de neiging gemakkelijker te stromen.

De onderzoekers voerden een reeks experimenten uit om de stroomsnelheden van verschillende soorten korrelige materialen te meten. Ze ontdekten dat de stroomsnelheid van een korrelig materiaal evenredig is met het kwadraat van de deeltjesgrootte en omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van de hoekigheid van de deeltjes.

Dit nieuwe inzicht in hoe de vorm van deeltjes de graanstroom regelt, zou ingenieurs kunnen helpen kusterosie en andere natuurlijke gevaren te beheersen. Ingenieurs zouden bijvoorbeeld hoekige deeltjes kunnen gebruiken om barrières te creëren die de graanstromen vertragen of stoppen. Ze kunnen ook ronde deeltjes gebruiken om oppervlakken te creëren die beter bestand zijn tegen erosie.

De bevindingen van de onderzoekers werden gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.

"Ons werk biedt een nieuwe manier om de graanstroom te begrijpen en te controleren", zegt professor Jessica Zhang, die het onderzoeksteam leidde. "Dit zou een aanzienlijke impact kunnen hebben op ons vermogen om kusterosie en andere natuurlijke gevaren te beheersen."