Un barco flota cuando su casco desplaza suficiente agua para que el empuje hacia arriba iguale su peso. No importa solo de qué material está hecho: importa cómo reparte ese material y cuánto volumen ocupa.
El agua empuja hacia arriba
Al introducir un objeto en agua, el objeto aparta una parte del líquido. La presión del agua es mayor en las zonas más profundas que en las superficiales, y esa diferencia produce una fuerza neta hacia arriba llamada empuje. El empuje equivale al peso del agua desplazada. Si alcanza el peso del objeto, el objeto deja de hundirse y queda flotando.
Por qué una bola de acero se hunde y un barco no
Una pieza maciza de acero concentra mucha masa en poco volumen y desplaza poca agua antes de quedar sumergida. Un casco hueco encierra aire y reparte la misma masa por un volumen mucho mayor. Así, el conjunto barco, carga y aire puede tener una densidad media menor que la del agua. Si entra agua y sustituye al aire, esa ventaja disminuye y el barco puede hundirse.
La línea de flotación cambia con la carga
Cuando añadimos carga, aumenta el peso que el barco debe sostener. Para obtener más empuje, el casco se hunde un poco más y desplaza más agua. Las marcas del costado indican hasta dónde puede cargarse con seguridad en distintas condiciones. El agua salada, al ser más densa, proporciona algo más de empuje que el agua dulce para el mismo volumen desplazado.
Flotar no basta para navegar bien
El diseño también debe mantener el equilibrio y reducir la resistencia al avanzar. Un casco demasiado alto o con la carga mal colocada puede volcar aunque flote. Los ingenieros estudian estabilidad, oleaje, viento, velocidad y compartimentos estancos. Por eso dos barcos con el mismo peso pueden comportarse de maneras muy diferentes.
Compruébalo de forma segura
Forma dos recipientes con la misma cantidad de papel de aluminio: uno compacto y otro con forma de cuenco. Ponlos sobre agua y añade monedas de una en una. Anota cuántas sostiene cada diseño. Haz la prueba con una persona adulta y seca las monedas al terminar.
Tres ideas para recordar
- El empuje depende del peso del agua desplazada.
- Un casco hueco aumenta el volumen sin añadir mucha masa.
- La carga, la estabilidad y la densidad del agua cambian la flotación.
Preguntas que suelen aparecer
¿Los barcos flotan porque contienen aire?
El aire ayuda a reducir la densidad media, pero la explicación completa es que la forma del casco permite desplazar agua suficiente. Un recipiente abierto también puede flotar mientras no se llene.
¿Por qué un submarino puede hundirse a propósito?
Llena tanques de lastre con agua para aumentar su densidad media y los vacía con aire comprimido para volver a ascender. Sus superficies de control ayudan a dirigir el movimiento.