Seguramente has visto en algún momento, ya sea en la televisión o en la vida real, a algún insecto desplazándose sobre la superficie de agua estancada en pequeños ríos o en charcos, a simple vista esto puede parecer increíble… ¿Por qué no se hunden? Una cosa es cierta: esos insectos no están sobre el agua flotando, simplemente se desplazan sobre la superficie del agua. Puedes mirar este video para apreciarlo:
http://youtu.be/zUOywgKTy_o
Pero bueno, si no se hunden necesariamente algo lo sostiene y eso debe involucrar una fuerza, y así es, existe una fuerza muy interesante entre las moléculas del agua a la que se le conoce como tensión superficial. En este experimento podrás reproducir ese efecto que tanto nos intriga del bicho, y luego vendrá un efecto sorpresivo.
¿Por qué estos bichos caminan sobre el agua?
En la aplicación de tintas, barnices y adhesivos sobre superficies plásticas o metálicas es muy importante la tensión superficial de la superficie de adherencia (es decir, sobre la que se pinta). En casi todos los casos, a mayor valor de energía superficial del material que compone la superficie, mayor será la adherencia del material aplicado sobre ella, es decir, hay más humectación de la pintura.
Para aumentar la adherencia en un material con tensión superficial baja, se emplean tratamientos previos químicos o físicos (es el caso de muchos plásticos). En algunas ocasiones, el material presenta tensión superficial baja sólo de forma aparente, debida a la suciedad acumulada (residuos de grasa y aceites, huellas digitales, etc.) que dificulta que la pintura se “pegue” al material.
Todo esto se relaciona con los avances que dan los conocimientos de la nanociencia y nanotecnología.
Las moléculas de agua siempre se encuentran apretadas entre sí unas con otras, a eso se le llama cohesión y se debe a que se atraen las moléculas entre sí como cargas eléctricas porque tienen polos. Polar significa que por un lado tienen carga positiva y por el otro negativa.
Las moléculas de agua que están en el interior de la superficie del estanque están rodeadas de moléculas de agua por todas partes: arriba y abajo, a un lado, al otro lado, pero las moléculas de la superficie no tienen a nadie arriba, así que la fuerza que no aplican sobre ellas la destinan a "agarrarse" muy fuertemente a las moléculas de los lados y a las de abajo, formando una especie de red elástica sobre la que se sujeta o apoya el clip.
Observa cómo la superficie se curva bajo el clip. Este fenómeno se debe a las fuerzas de cohesión, que al formarse esa especie de red o película da como resultado una fuerza que sostiene a los objetos sobre ella e impide que se hundan.
Ahora que ya sabemos por qué aparentemente flota el clip, vamos a ver por qué se hunde al añadir detergente: los detergentes hacen que la tensión superficial del agua disminuya porque interfieren en las fuerzas de cohesión. El agua ya no puede sujetar el clip y este se hunde.
Uno de los motivos por los que el jabón lava es porque disminuye la tensión superficial y el agua, en lugar de pegarse a ella misma se puede extender mejor sobre la suciedad. Y ahí va otra pregunta: ¿por qué el agua caliente limpia mejor que el agua fría? pues por lo mismo, porque en el agua caliente la tensión superficial es menor.
Primaria (6º):