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Insectos sobre el agua

Los objetos pequeños que flotan en un líquido pueden atraerse o repelerse en función de cómo deformen la superficie.

© ISTOCKPHOTO/JANMIKO

Ciertos insectos, como los zapateros (Gerris lacustris), caminan sobre el agua gracias a los extremos hidrófobos de sus patas. El efecto se explica porque el agua, como los demás líquidos, presenta tensión superficial: su superficie puede compararse a una cama elástica tensa. Pero ¿cómo consiguen salvar la pendiente que forma la superficie del agua cerca de la orilla o de la vegetación? La tensión superficial sigue siendo clave en la explicación, pero aquí habremos de olvidarnos de la imagen de la cama elástica y reconsiderar los principios de la flotabilidad. Y, de paso, entenderemos por qué los cereales que sobrenadan en leche tienden a aglomerarse.

Los barcos flotan gracias al empuje de Arquímedes, el cual equivale al peso del agua desplazada. Pero ¿qué ocurre con los objetos o los animales pequeños, a es-
calas en las que no podemos despreciar los efectos de la tensión superficial? En la proximidad de un objeto flotante, la superficie del agua se curva y forma lo que llamamos un «menisco», el cual puede ser cóncavo o convexo. Las fuerzas de tensión superficial se ejercen a lo largo de toda la línea de contacto entre el objeto y el agua. Por su parte, el empuje de Arquímedes depende de la porción de objeto sumergida.

¿Cómo determinar la resultante de las fuerzas de tensión superficial? Un razonamiento ingenioso conduce a un resultado particularmente simple. Tomemos dos recipientes iguales, uno de ellos (A) lleno de agua, y otro (B) en el que habremos introducido un objeto pero de forma que, al final, el agua se encuentre a la misma altura que en el primero. Nótese que, para ello, habremos de retirar o añadir una cantidad de líquido igual al volumen de agua desplazada por el cuerpo flotante.

En virtud de las leyes de la hidrostática, la fuerza sobre el fondo del recipiente es la misma en ambos casos. En A, dicha fuerza equivale al peso del agua. Así pues, podemos deducir que el peso del objeto que flota en B ha de ser igual al peso del agua retirada o añadida (es decir, la que había desplazado el objeto).

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