¡Un gran descubrimiento con materiales cotidianos! Aprende sobre la flotabilidad de forma divertida con el experimento del barco de papel aluminio
Soy Kuwako Ken, entrenador científico. Cada día es un día de experimentos.
Una sola hoja de papel de aluminio puede sostener decenas de canicas planas sin hundirse. Al escuchar algo así, ¿no les entran ganas de decir: «¿De verdad?»? Pues sí. Y lo mejor es que se trata de un experimento que puede reproducirse directamente en el aula, sin necesidad de herramientas especiales ni productos químicos. Hoy les presentamos un sencillo pero fascinante experimento sobre la «flotación», perfecto para despertar hasta el último «¿por qué?» de los estudiantes.
Una simple hoja de aluminio que se convierte en un barco que no se hunde
¿Qué tipo de experimentos hacen en clase para enseñar la «fuerza de flotación»? Se puede explicar el principio de Arquímedes, medir la fuerza de flotación con una balanza… Hay muchas maneras de abordarlo. Pero esta vez les proponemos un experimento muy sencillo, sin ningún material especial, que permite a los estudiantes experimentar por sí mismos el concepto de flotación mientras dejan volar su curiosidad.
Se llama «Desafío del barco de papel de aluminio». El objetivo es transformar una hoja de papel de aluminio en un pequeño barco y competir para ver cuál puede sostener más canicas planas sin hundirse. A primera vista parece una simple actividad manual, pero en realidad esconde principios científicos muy interesantes.
Los estudiantes tendrán que preguntarse por sí mismos: «¿Cómo puedo conseguir que flote mejor?». Después podrán hacer predicciones, ponerlas a prueba y experimentar. De esta manera conseguirán un aprendizaje mucho más profundo que simplemente escuchando una explicación. Es un experimento comodín que funciona tanto como introducción a la clase como actividad de cierre.
Materiales necesarios
・Papel de aluminio (resulta más fácil de manejar si tiene unos 25 cm de ancho. Para cada estudiante, prepararemos un cuadrado de 12,5 cm × 12,5 cm.)
・Canicas planas (unas 30 por estudiante, aproximadamente. Se utilizarán como pesas.)
Estas las compré en Seria.
・Recipiente con agua (lo ideal es uno de unos 200 mm de alto, 315 mm de ancho y 130 mm de profundidad. También se puede sustituir por un recipiente de plástico doméstico.)
・Agua
・Trapos o toallas
Un ejemplo de cómo desarrollar la clase
Comenzamos preguntando a los estudiantes: «¿Qué forma debería tener el barco que consiga transportar más canicas planas?». Primero deberán hacer sus predicciones. Después repartimos el papel de aluminio y les pedimos que corten un cuadrado de 12,5 cm × 12,5 cm. También es perfectamente válido que el profesor los prepare de antemano.
Llenamos el recipiente aproximadamente hasta la mitad y colocamos sobre el agua los barcos que han construido.
Los estudiantes van colocando las canicas una a una con cuidado y registran con cuántas piezas se hunde cada barco.
Después, hacemos que compartan y debatan qué forma tenía el barco que consiguió transportar más canicas. Como surgen barcos de todo tipo, la actividad resulta realmente entretenida.
Lo más interesante de este experimento es que, al final, la forma que suele permitir transportar más canicas es una estructura lo más plana posible, con una gran superficie en contacto con el agua.
El secreto de la flotación: «el peso del agua desplazada»
Un barco flota porque la fuerza que actúa hacia arriba sobre él, es decir, la fuerza de flotación, se equilibra con el peso total del barco y de las canicas. La magnitud de esta fuerza de flotación es igual al peso del agua cuyo volumen equivale al volumen de la parte del barco que está sumergida, es decir, al volumen de agua que el barco desplaza. En otras palabras, cuanto más agua consiga desplazar, mayor será la fuerza de flotación que actúe sobre él.
Es exactamente el mismo principio que experimentamos cuando nos metemos en una bañera y el nivel del agua sube. La famosa historia de que «Arquímedes tuvo su gran idea mientras se bañaba» también está relacionada con el momento en que se dio cuenta de la importancia del volumen de agua desplazada.
El aluminio en sí es un metal mucho más denso que el agua. Sin embargo, al extenderlo formando una especie de cuenco y crear un espacio lleno de aire en su interior, conseguimos aumentar el volumen total del barco. De esta manera puede desplazar una cantidad mucho mayor de agua.
En realidad, los enormes petroleros de acero que flotan en el mar funcionan exactamente con el mismo principio. El hierro y el acero son materiales que se hundirían en el agua, pero al darles forma de barco y dejar un gran espacio vacío en su interior, aumenta el volumen total de la embarcación y esta puede desplazar una gran cantidad de agua. En cierto sentido, nuestro pequeño barco de papel de aluminio es un «modelo de petrolero» del tamaño de la palma de la mano.
Además, mantener el equilibrio también es fundamental. En las pruebas preliminares comprobamos que los barcos anchos y planos funcionan mejor que los barcos altos y estrechos. Esto también tiene mucho que ver con la construcción de barcos reales: cuanto más ancha y baja sea la base de una embarcación y más bajo esté su centro de gravedad, más estable será y menos probabilidades tendrá de volcar aunque se incline un poco.
Si colocamos las canicas cerca de un extremo en lugar de distribuirlas por el centro, el barco pierde el equilibrio rápidamente y termina hundiéndose. La razón es exactamente la misma.
Gracias a este experimento, los estudiantes pueden comprender no solo con la cabeza, sino también a través de la experiencia, el principio de que «la fuerza de flotación es proporcional al volumen sumergido». ¡Anímense a probarlo en su próxima clase de ciencias y despierten la curiosidad de sus estudiantes con un buen «¿por qué?»!
Por cierto, ¡el récord alcanzó las 65 canicas! 2025/09/01
Material de referencia
Try Science «Barco de aluminio»
http://www.kagakunosaiten.jp/convention/pdf/2019/062.pdf
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