Ciencia desde la cuna

Sorpresa atrapada en el hielo

Por la mañana salió el sol y los primeros rayos de la primavera nos invitaban a hacer algo divertido en la terraza. Así que me dispuse a rescatar una de las propuestas más demandadas en Investigactiva, “Rescate de los dinosaurios congelados”.

El día anterior dejé una bandeja llena de agua en el congelador, con diversos juguetes de los niños y algunos objetos que me parecieron interesantes. Por supuesto, entre todos los objetos era obligatorio meter un dinosaurio, pero siempre me gusta incluir objetos de diferente naturaleza para enriquecer las preguntas, fenómenos, hipótesis que pudieran surgir en el curso de la investigación de rescate.

Esta misma propuesta se puede realizar con cubitos pequeños, si uno no tiene una bandeja grande como la que usé yo. Se puede colocar un objeto en cada cubito y ver qué pasa. También es posible hacerlo dentro de un globo de agua y en este caso la experiencia también es fabulosa.

Objetos que se pueden incluir

Elegí los objetos en función de algunas propiedades físicas que os describo a continuación. Pero para ponerlo fácil tened en cuenta que cuanto más diferentes sean los objetos entre sí, más diferencias habrá en su comportamiento y más juego nos darán en la investigación. Objetos de madera, metal, plástico o compuestos de una combinación de ellos y con formas y superficies lisas, rugosas o complejas. Todo ello afectará al resultado de la investigación.

Conductividad térmica

La sensación al tocar los objetos será muy diferente dependiendo de esta propiedad. Los metales, que tienen una gran conductividad térmica, se notan fríos al tocarlos, ya que transfieren rápidamente el calor de la mano al hielo, y los de madera, que la tienen baja, se notan algo más cálidos. Pero que esto no os engañe, el metal, al estar transfiriendo más calor al hielo que lo atrapa, acelerará un poquito la fusión y se liberará antes, si lo comparamos con la madera. Lo interesante es que dependiendo del tipo de material el comportamiento será diferente.

La forma de los objetos

Es interesante añadir objetos con superficies diferentes: lisas, rugosas, complejas o simples. El hielo se adaptará perfectamente al objeto y se pondrá de manifiesto una fascinante propiedad de los líquidos. Preguntarse acerca de cómo el hielo ha llegado adquirir la forma del objeto, incluso mejor que la «plastilina»puede ser una gran oportunidad para explorar esta cualidad de los líquidos. ¿Ocurrirá lo mismo si usamos otro líquido? como, por ejemplo, leche o zumo.

Estrategias para liberar los objetos

Mecánicamente

Les podemos ofrecer palillos, cucharillas, palillos chinos, mondadientes, un cepillo.

En fin objetos que permitan, percutir, pinchar o raspar. La separación mecánica es la estrategia más popular y de las más efectivas. Descubrir que el hielo es duro, pero no irrompible, es una experiencia muy interesante y que al disgregarlo, se funde con mucha más facilidad que cuando tienes un bloque grande. No es lo mismo cambiar la temperatura de un trocito de 1gr. de hielo, que de un bloque de 1Kg. Me decían mis peques ¿Papá, de verdad podemos machacar el bloque de hielo? Sin lugar a dudas, esto será lo primero que se plantearán al ver las herramientas.

Fusión del hielo:

Les ofrecemos, jeringuillas, pipetas y un salero.

A lo largo de la manipulación descubren rápidamente que si añades agua al hielo, este se derrite con más facilidad. El agua líquida que va apareciendo en la bandeja está a una temperatura en la que el agua no puede ser sólida, así que aunque nos parezca agua fría, aún está más caliente que el hielo y puede servir para elevar su temperatura por encima de 0ºC. Así que se dedican a recuperar agua, que se va fundiendo del bloque de hielo y la añaden con la ayuda de pipetas o jeringuillas.

Usar el calor corporal, también es una buena estrategia. Al coger trozos de hielo con las manos verán como se derrite a la vez que sus manos se quedan heladas. Además de las manos tamiñen se afanan en soplar, y “echar vaho”

Otro de los elementos que siempre les dejo es sal. La sal permite bajar el punto de congelación del hielo por debajo de 0ºC, en función de su concentración. Por ejemplo, con una disolución que contenga un 10% de sal podemos bajar la temperatura a la que se derrite el hielo hasta los -6ºC, de forma que así nos cuesta mucho menos esfuerzo derretirlo (no hay que subir su temperatura por encima de 0ºC para tener agua líquida). Este mismo fenómeno se aprovecha cuando salamos las carreteras en invierno, para evitar capas de hielo resbaladizo. En cuanto descubren lo útil que es la sal, ya nada les puede parar y avanzan muy rápidamente.

Por mi experiencia un bloque grande de hielo de 20×30 cm. tarda más de una hora en desaparecer completamente, a una temperatura ambiente de 25ºC y bajo la intensa acción de nuestros pequeños. Así que tenemos garantizado un buen rato de investigación, preguntas, diversión y aprendizajes.

Vamos más allá

El hielo nos da muchas posibilidades. Podemos añadir objetos de diversa índole, colorantes, caramelos y golosinas con colorantes solubles como los lacasitos, globos con aire dentro de globos de agua… En fin, la lista es muy grande.

Para la semana que viene voy a preparar otra bandeja, pero esta vez para imitar el permafrost. El permafrost es suelo permanentemente congelado, propio de las regiones polares. Seguro que se monta una muy divertida y nos permitirá hablar un poco de este fenómeno que, entre otras cosas, es una de las posibles fuentes de agua (en estado sólido) en Marte.

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