Courtesy of InterestingEngineering

Teknologi X-Ray Ungkap Arus Tersembunyi dalam Longsoran dan Butiran

Untuk membuktikan dan mengamati gerakan aliran sekunder di dalam material granular secara langsung menggunakan teknik X-ray canggih, sehingga memperbaiki pemahaman kita tentang perilaku aliran granular seperti longsor dan avalan serta aplikasi dalam pengelolaan material berbentuk butiran di berbagai industri.

31 Agt 2025, 14.35 WIB

265 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Aliran sekunder merupakan fitur fundamental dalam perilaku material granular.
Penemuan ini dapat membantu dalam meningkatkan model bencana alam dan keselamatan.
Metodologi baru memungkinkan pengamatan pergerakan material tanpa mengganggu aliran alami.

Saat melihat longsor, avalan, atau tumpukan pasir yang didorong bulldozer, tampak seperti aliran butiran yang sederhana turun ke bawah. Namun, para ilmuwan menduga ada arus tersembunyi yang menyelip ke samping atau berputar dalam material tersebut, yang disebut aliran sekunder, meskipun belum pernah diamati langsung.

Mengamati aliran tersembunyi ini sulit karena metode lama seperti pemindaian X-ray mengharuskan aliran berhenti, mengubah perilaku butiran, atau menggunakan cairan yang memengaruhi aliran. Untuk mengatasi ini, para peneliti membuat eksperimen dengan ban berjalan dan tumpukan butiran kaca 3 mm yang didorong tanpa menghentikan aliran.

Mereka menciptakan metode X-ray rheography yang dapat mengambil gambar cepat dan merekam pergerakan butiran secara real time tanpa gangguan. Dengan cara ini, pergerakan butiran di dalam tumpukan dapat dilihat dalam tiga dimensi, menemukan aliran samping dan gerakan berputar yang sebelumnya hanya diduga lewat simulasi komputer.

Penemuan ini penting karena aliran sekunder ini memengaruhi seberapa jauh dan cepat longsor atau avalan bergerak, serta dapat memperbaiki prediksi bahaya alam. Selain itu, temuan ini berguna dalam berbagai industri yang mengolah bahan butiran seperti tepung, gandum, atau obat-obatan, untuk meningkatkan cara penyimpanan bahkan pencampuran bahan.

Meski peneliti baru menggunakan butiran kaca dan alat pemindai satu arah di lab, mereka berencana mengembangkan teknik ini agar bisa mengamati aliran bahan yang lebih realistis seperti salju atau batuan. Penelitian ini dipublikasikan di Nature Communications dan membuka peluang baru dalam studi aliran material granular.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/hidden-swirls-of-secondary-motion

Analisis Kami

"Penemuan ini sangat penting karena membuka jendela baru dalam memahami perilaku granular yang sebelumnya hanya bisa diduga lewat simulasi komputer. Metode DynamiX menunjukkan bagaimana inovasi teknologi bisa mengubah pemahaman kita terhadap fenomena fisika yang kompleks dan aplikatif dalam skala besar."

Analisis Ahli

Prediksi Kami

Dengan pengembangan lebih lanjut, teknik pengamatan ini akan memungkinkan studi aliran material granular yang lebih kompleks dan realistis, meningkatkan prediksi bencana alam dan efisiensi industri yang menggunakan bahan granular.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditemukan oleh para ilmuwan dalam penelitian ini?

Para ilmuwan berhasil mengamati aliran sekunder dalam material granular untuk pertama kalinya menggunakan metode pencitraan X-ray.

Mengapa sulit untuk mengamati aliran sekunder pada material granular?

Sulit untuk mengamati aliran sekunder karena menghentikan butiran untuk pemindaian X-ray menghentikan gerakan, dan pengubahan perilaku butiran dengan menambahkan cairan.

Apa yang dilakukan oleh sistem DynamiX dalam penelitian ini?

Sistem DynamiX mengambil gambar X-ray cepat dari tumpukan butiran yang bergerak, memungkinkan pengamatan pergerakan tanpa menghentikan aliran.

Mengapa penemuan aliran sekunder penting bagi model bencana alam?

Penemuan aliran sekunder penting karena dapat meningkatkan akurasi model bencana alam seperti longsor dan salju, membantu insinyur merancang prediksi dan langkah keselamatan yang lebih baik.

Apa saja batasan dari penelitian ini?

Penelitian ini hanya menggunakan butiran kaca dalam pengaturan yang terkontrol dan belum mencakup gambaran tiga dimensi penuh dari aliran.