Gotas que rebotan
07 Diciembre 2011
El agua es una sustancia que, a pesar de ser tan común en nuestras vidas, tiene características que pueden tomarnos por sorpresa.
En este vídeo (Watch the bouncing droplet) observamos justamente una de estas propiedades inesperadas, porque, ¿cómo es que esta pequeña gota no estalla al chocar contra la superficie del agua?, ¿por qué ella rebota como si se tratase de un balón de fútbol chocando contra el suelo?
La clave de este comportamiento es la propiedad llamada tensión superficial, que es la misma que hace que sintamos dolor cuando nos tiramos a una piscina y no entramos despacio o de clavado, sino “de panza”. Incluso el hecho de que el agua al caer forme una gota es causa de la tensión superficial. Cabe señalar también que esta característica es compartida por todas las otras sustancias que se encuentran en el estado líquido.
Para entender lo que está sucediendo debemos tomar en cuenta que el agua está compuesta de pequeñas partículas (llamadas moléculas), las cuales se atraen unas con otras. Las moléculas que están rodeadas por muchas otras son atraídas de igual forma en todas las direcciones, por eso no tienen una dirección preferida para moverse: el efecto total hace que la molécula sea capaz de ir en cualquier dirección. Al contrario de esto, las moléculas que se encuentran en la superficie “sienten” que son bastante atraídas por las otras moléculas que están a su alrededor (en la superficie y “atrás” de ellas, dentro del líquido), por eso decimos que la superficie está “tensa” como si fuera la sábana de una cama y también que se forma una clara separación entre el agua y, por ejemplo, el aire a su alrededor.
Para entender mejor podemos hacer una analogía de una gota de agua con un grupo de personas. Quienes están en medio de los demás se mueven en cualquier dirección que quieran, mientras que los que están en los bordes de este grupo se dan las manos y forman la “superficie” que hace que nadie entre o salga. Ahora podemos entender por qué en el video la gota rebota cuando toca el agua que está abajo: el choque de la superficie de la gota y la superficie del resto del agua no es tan fuerte porque la gota es pequeña y fue lanzada desde poca altura, de modo que la tensión superficial es suficiente para mantener a la gota unida y hacer que el agua abajo parezca ser una superficie sólida.
Sin embargo, conforme avanza el tiempo vemos varios efectos sobre la gota. Por ejemplo, va perdiendo poco a poco algunas de sus moléculas, que se unen al agua que se encuentra abajo. Al mismo tiempo pierde energía por sus choques y la resistencia del aire, reduciendo cada vez más la altura a la que sube hasta que finalmente termina por mezclarse con el resto del agua, no sin antes habernos dejado maravillados y maravilladas.
* Escrito por: Daniel Antonio López Delgado
Graduado del Colegio Científico Costarricense de Cartago, 2003 - 2004
Bachiller en Física de la Universidad de Costa Rica, 2005 - 2009
Actualmente cursa la Maestría en Física en la Universidade Federal do ABC
Becado por la Fundación de Amparo a la Investigación del Estado de São Paulo (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP).
López actualmente investiga en Física Teórica, específicamente en el área de Información Cuántica.
