Granelli di sabbia

Orme asciutte sul bagnasciuga: perché?

Vi sarà certamente capitato di vedere che, camminando sulla battigia, lasciavate delle orme di sabbia più asciutta, che poi sparivano rapidamente. Se non ve ne siete accorti, la prima volta che tornate al mare fateci caso, perché è una cosa veramente strana.

Se strizzate una spugna, l’acqua viene espulsa fuori, ma se comprimete la sabbia, l’acqua sembra venirne assorbita. Da sempre l’uomo ha camminato lungo la riva del mare, ma bisogna aspettare il 1885 perché qualcuno dia una spiegazione di questo fenomeno. E quel qualcuno non è uno qualsiasi, bensì Osborne Reynolds, che potremmo definire il padre della dinamica dei fluidi, noto per il cosiddetto il “numero di Reynolds”, che consente di stabilire se un fluido scorre con flusso laminare o turbolento.
Nella seduta annuale del 1885 della British Association, Reynolds spiegò questo strano comportamento della sabbia e pubblicò poi la sua teoria su Philosophical Magazine, una rivista scientifica nata nel 1798 e tuttora esistente.

La sabbia satura d’acqua, come è quella della battigia, quando viene pressata, invece che rilasciare l’acqua, sembra asciugarsi.

Per capire come funzionano le cose bisogna tornare a casa, prendere un barattolo e versarvi dello zucchero, del sale o del riso, ma qualsiasi sostanza granulare va bene. Una volta che il barattolo è colmo fino al bordo, bisogna scuoterlo un po’ e guardare come varia il suo livello: ci accorgeremo che cala, il che significa che il volume occupato dai granuli si è ridotto. O meglio: si è ridotto lo spazio fra i granelli.

Ovviamente gli spazi vuoti si sono ridotti e se noi versiamo lentamente dell’acqua, non ne servirà molta per riempirli tutti fino a saturarli. Qualsiasi altra disposizione modificherà questa geometria compatta e creerà più spazi vuoti, l’acqua s’infiltrerà in basso e la superficie sembrerà asciugarsi.

Bene, ora torniamo sulla spiaggia e pensiamo a cosa succede quando noi camminiamo sulla battigia, che è costituita da sabbia satura di acqua.
All’inizio i granelli sono ben compattati e gli spazi per contenere l’acqua sono ridotti al minimo, ma quando noi andiamo a disturbare questo ordine, esercitando con il piede una pressione sulla sabbia, i granelli che tocchiamo la trasferiscono ad altri, allontanandoli un po’; in pratica tutti si riorientano e perdono quella disposizione ottimale che avevano prima. Gli spazi si allargano e l’acqua, dallo strato superficiale, scende a riempire i nuovi vuoti: la sabbia si asciuga sia sotto al nostro piede sia nella zona vicina, dove i granuli hanno risentito del disturbo.

Quando solleviamo il piede i granuli riprendono la propria disposizione, l’acqua in eccesso viene rispinta in superficie e va a riempire la piccola fossa che abbiamo creato; ma poco dopo tutto torna com’era prima. Forse, non è questo il modo migliore per lasciare un’impronta del nostro passaggio su questa Terra!

Se volete provare a casa vostra, magari per stupire gli amici, potete prendere una vaschetta di sabbia e aggiungere acqua fino a che non sia satura (se si forma un velo d’acqua in superficie dovere toglierlo); poi premete la sabbia con qualsiasi oggetto che abbia la base più o meno piatta: attorno si formerà un alone di sabbia più asciutta.

Ma già che siamo a parlare d’impronte: sarà più profonda quella che lascia il nostro piede sulla sabbia asciutta o quella che avevamo lasciato sulla battigia? C’è chi ha misurato decine di impronte fatte dalla stessa persona, e quindi dello stesso peso, e ha dimostrato che le orme impresse sulla sabbia asciutta sono meno profonde di quelle impresse sulla sabbia satura. Il motivo è che l’acqua presente fra i granuli riduce l’attrito interno e con esso la forza che ha la sabbia per opporsi al nostro peso. Per una persona normale e per una sabbia normale (ma la normalità non esiste) l’impronta in sabbia asciutta dovrebbe essere profonda circa 1,5 cm, mentre sulla stessa sabbia bagnata arriverebbe a 3,0 cm. Io ci ho provato, e mi sembra che valga solo se camminiamo proprio con i piedi nell’acqua. Però, è un bell’esperimento da fare la prossima estate!

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Enzo Pranzini

Enzo Pranzini

Già professore ordinario presso l'Università di Firenze, dove ora insegna "Dinamica e difesa dei litorali", è autore di circa 300 articoli scientifici e di 15 libri su tematiche relative alla gestione dei litorali. Ha coordinato numerosi progetti di ricerca nazionali e internazionali su tematiche relative alla gestione integrata della zona costiera. È stato presidente del Gruppo Nazionale per la Ricerca sull'Ambiente Costiero ed è direttore della rivista "Studi costieri".
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