Cómo es posible que algunos bichos no se hundan en el agua?

[valalca]

La razón está en un concepto físico.

Seguro que alguna vez has visto un zapatero de agua (Gerris lacustris) andando por el agua como si fuera Jesucristo. ¿Dónde está el truco? Pues en la física más elemental.

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Zapatero en la superficie del agua. Créditos: Schnobby

El caminante

El zapatero es un hemípetro muy común en la superficie de las aguas dulces de toda Europa, incluido España. Su longitud es de unos 2-3 centímetros.

Navega sobre la superficie del agua con elegancia, apoyándose en su segundo par de patas, sorprendentemente largo, mientras que el par posterior actúa como un hábil timón, permitiéndole desplazarse en cualquier dirección con facilidad. Ambos pares exhiben una peculiaridad única: una almohadilla apical cubierta de pelos hidrófobos que forman una diminuta bolsa de aire al contacto con el agua, proporcionándole una flotación constante y estable.

Los zapateros tienen otra cualidad sorprendentes: son capaces de saber dónde hay otro insecto en el agua. Es su forma de buscar presas, ayudándose de las vibraciones en el agua.

Pequeños físicos

Los zapateros son diminutos físicos sin título universitario. Usan una propiedad que tienen los líquidos y que recibe el nombre de tensión superficial. La tensión superficial es una propiedad física de los líquidos que se manifiesta en la superficie del líquido y está asociada con la cohesión de las moléculas en esa superficie. Es causada por las fuerzas de atracción entre las moléculas en la superficie del líquido, lo que genera una "piel" o "membrana" invisible que actúa como una especie de "capa" que tiende a contraerse y minimizar su área superficial.

En el caso de los zapateros, esta propiedad es crucial para su habilidad para desplazarse sobre el agua. Sus patas están adaptadas con una estructura especial que aprovecha la tensión superficial del agua. Las almohadillas apicales en sus patas están cubiertas de pelos hidrófobos, es decir, repelentes al agua. Cuando el zapatero camina sobre la superficie del agua, estos pelos atrapan pequeñas bolsas de aire, creando una especie de "colchón" de aire debajo de sus patas. Esta capa de aire reduce el contacto directo entre el zapatero y el agua, lo que aumenta la flotación del insecto y le permite moverse sobre la superficie del agua con facilidad, casi como si estuviera "patinando" sobre ella.

Efectos de la tensión superficial

La tensión superficial se hace notar en algunos efectos vistosos que parecen misteriosos. Un caso es el de capilaridad. La tensión superficial causa la ascensión o descenso de un líquido en un tubo delgado, conocido como efecto capilar. Esto se ve en la absorción de líquidos por parte de las plantas a través de sus raíces, así como en la capacidad de los líquidos para subir o bajar en tubos delgados, como los tubos capilares utilizados en instrumentos de medición.

La tensión superficial también es responsable de la formación de gotas en lugar de una película continua en la superficie de un líquido. Esta propiedad es esencial en fenómenos como la lluvia, la condensación y la formación de rocío. Si alguna vez has visto una ventana llena de gotas de agua separadas en vez de estar mojada por completo, ya sabes que la tensión superficial es la responsable.

La criptonita de los bichos flotadores

No solo los zapateros son capaces de caminar y flotar en el agua. Arañas, escarabajos, chinches y mosquitos son algunos ejemplos. Pero tienen un enemigo que les puede hacer perder su flotabilidad: el jabón.

La tensión superficial de un líquido puede ser reducida mediante varios métodos y sustancias. Una de las formas más comunes de disminuir la tensión superficial es mediante el uso de detergentes o jabones. Estos agentes tensoactivos contienen moléculas que tienen una parte hidrofílica y una parte hidrofóbica, lo que les permite concentrarse en la superficie del agua y romper las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua, disminuyendo así la tensión superficial.

Además de los detergentes y jabones, los alcoholes también pueden reducir la tensión superficial del agua. Compuestos como el alcohol etílico (etanol) interfieren con las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua, lo que produce una disminución de la tensión superficial cuando se agregan al agua. Los surfactantes, que son compuestos químicos con propiedades tensoactivas, también se utilizan para reducir la tensión superficial en una variedad de aplicaciones, desde productos de limpieza hasta procesos industriales.

Metales que flotan en el agua

Es evidente que el aluminio o el hierro se hunden en el agua, porque son más densos que esta. ¿Pero sabías que se puede lograr flotar un clip en agua?

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Aguja de acero flotando. Créditos: Wikipedia.Wikipedia.

Para hacer flotar un clip de metal sobre el agua, puedes aprovechar la tensión superficial del agua y la capacidad del clip para distribuir el peso de manera que la presión ejercida sobre la superficie del agua sea suficientemente baja para que el clip flote. Aquí tienes un método sencillo para lograrlo:

• Llena un recipiente poco profundo con agua, preferiblemente hasta el borde para maximizar la superficie de contacto.

• Coloca suavemente un clip de metal sobre la superficie del agua. Es importante hacerlo con cuidado para no romper la tensión superficial del agua.

• Observa cómo el clip descansa sobre la superficie del agua debido a la tensión superficial.

muyinteresante.es / Publicado por Eugenio M. Fernández Aguilar