Ingeniería para dummies (III)


Hoy os voy a hablar de otro principio sencillo de la física que todos estudiamos y que pocos aprendimos. Se trata del principio de Arquímedes. Todos hemos oído hablar de Arquímedes, de que cuando hizo su descubrimiento iba gritando desnudo como un loco por las calles Eureka! (lo encontré) en Grecia y sabemos algo sobre que el empuje que experimenta un cuerpo sumergido es igual al peso del líquido que desaloja... o algo parecido.

Eso lo estudiamos todos. Algunos nos acordamos, otros lo olvidamos y a la mayoría nos suena vagamente. Pero ¿para qué sirve? (si es que sirve para algo).

Imaginemosnos una esfera. Bueno, dos esferas del mismo tamaño. Según el principio de Arquímedes si metemos las esferas en el agua, al tener el mismo volumen, recibirán el mismo empuje. Si vemos que una se hunde y otra no, o una se hunde más que otra, podemos saber cuál de las dos es más pesada. También si tuviéramos una báscula podríamos calcular la densidad de las esferas dividiendo la masa por el volumen de agua desalojada. Pero eso son cuentas que tampoco parece que nos vayan a llevar más allá del divertimento. Parece ser que ese cálculo de la densidad es el que le llevó a Arquímedes a dar saltos como loco porque le habían pedido que le dijera a un rey si una corona que le habían regalado era de oro o no.

Ahora imaginemos que construimos una esfera con mucho volumen y poco peso. Si pesa menos que el volumen de agua que desaloja (ocupa) la parte sumergida... al meterse en el agua ocurre un curioso fenómeno: flota. Aunque la esfera esté hecha de acero ribeteado y lleve dentro unos motores como casas, dos mil camarotes con sus ocupantes y la tripulación, incluyendo al capitán Stubing de turno, y que a golpe de martillo en vez de una esfera le demos forma de barco. Que a condición de que todos ellos no sean más pesados (y el capitán puede serlo mucho) que el peso del agua equivalente del volumen sumergido del barco, el artefacto flota, flota y flota.

Para explicarlo fácilmente, el agua intenta volver al sitio de donde la ha sacado el casco del barco y el resultado de ese intento es el empuje, que es vertical y hacia arriba.

Así que si alguien se ha preguntado que por qué un barco transatlántico todo él de acero y lleno de contenedores hasta arriba flota, pues que sepa que es porque el peso del agua que desaloja la parte sumergida del barco es igual que el peso del barco entero, incluidos contenedores. Si metemos más contenedores, se hundirá un poco más y se equilibrará el empuje.

Por supuesto que todo esto está muy simplificado porque los barcos además de flotar tienen que moverse. La flotabilidad en movimiento y con oleaje no es así de simple de calcular, pero da una idea de por qué flota: Porque el peso del agua que ahora ocupa la parte sumergida es igual al peso del barco entero. ¿Sorprendidos?


El mismo fenómeno explica por qué flotan los icebergs. Supongo que habréis oído eso de que la punta del iceberg es una séptima parte y que seis séptimas partes están sumergidas... En los barcos no hay tanta parte sumergida porque son menos densos, pesan menos en relación al volumen.

Esto es así porque un barco tiene mucho aire. Un iceberg tiene poco. Por eso, si el barco choca contra el iceberg y entra agua y sale el aire... ahí ya sí que el metal puro y duro pesa más que el agua y... pasa lo que pasa:


14 comentarios:

  1. Estaba dudando si perdonarte al Capitan Stubbing en nuestro blog!! (válgame, válgame el payo...) cuando he descubierto a Celine, ¡Celine! Eso sí que no te lo perdono. Celine!! ay, madre...

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  2. Es que hay que aprender que todo tiene consecuencias. Si no hubiera sido por Arquímedes no habría transatlánticos, no habría existido el Titanic y no hubiera existido la canción. Ergo la culpa de la canción es de Arquímedes!! xDD

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  3. Oh, Celine es fantástico.

    No sabía lo que estaba pasando en el mundo, pero ahora ya lo sé: el peso de los créditos basura alegremente concedidos fue en realidad un trasatlántico con orquesta y todo cuyo peso era demasiado frágil para chocar con la masa helada del iceberg de la economía real.

    Esta anécdota te va a encantar: todos sabemos que la orquesta del Titanic siguió tocando como si fueran héroes. Tal heroicidad fue premiada por la empresa enviando a la viuda del director la factura del uniforme, que por contrato debía pagar él descontando el valor de las nóminas que, desgraciadamente, ya no iba a percibir. Tuvieron el detalle de no cobrarle los derechos de alquiler del barco hundido en concepto de "ataud submarino".

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  4. Ds gusto aprender contigo. Muchas gracias.
    Saludos

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  5. Creo que por el camino nos acabas de demostrar también que para construir un barco se necesita a un ingeniero. Ya para contratar al Capitán Stubbing, vale cualquier carrera (con tal de que se haya suspendido). Y para soportarle, con haber nacido y llevar limpias las orejas, sobra.

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  6. En el caso de Schetinno dejó de desalojar el agua suficiente

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  7. Pues es una historia curiosa y terrible, NáN. Gracias por contárnosla.

    Gracias, ohma y gracias por comentar!

    Carmen, seguramente se soporte mejor al capitán con unos cuantos gintónics encima!

    Peter, el caso de Schetinno no está claro si suficiente o demasiada, pero el caso es que el barco no terminó de hundirse, al contrario que su reputación...

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  8. Principios físicos aparte... Corolario: esto se hunde.

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  9. Me ha gustado y te lo aplaudo, con Celine y todo. En agronominos damos nuestro aquel de hidráulica, es una lata, pero leerlo de esta manera resulta muy ameno y gratificante.

    Estamos con pocos ánimos, pero resulta que tenemos a gente cerca que sabe que la xosa puede ser peor. Con ello no pretendo ni animar ni hundir a nadie, lo que pienso es que no hay que dejarse hundir por nadie...
    ...No sabía como meter esta morcilla, así que lo haré sin ampararme en hundimientos. Resulta que tengo una colega georgiana, ingeniera con sus 6 añitos de carrera y diez años de experiencia ingenieril, que trabaja de chacha. Estaba preguntándole para ver si me convenía para echar unas horas en casa, cuando salió en la conversación, y me quedé, psss, me quedé pensando pues también podría ser yo la que estuviera en su situación. Pro cierto, que me contó la bromita de cuando les cortaron el gas en el 93 los rusos, literalmente fue como volver al siglo xviii en una semana (ellos también han gastado esa bromita a los chechenos, se ve que tiene gracia).

    A ver ingenieros, ¿cómo se corta el suministro de gas a un pais? -teoría de fluidos, golpes de ariete, velocidad de suministro...Todo un festival de ingeniería para novatos :).

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    1. Bueno es bastante fácil si sólo te entra el gas por un sitio: cierras el grifo (la válvula) y ya esta.

      Por eso las fuentes de energía hay que tenerlas diversificadas, y tener nucleares, y eólicas y ciclos combinados a gas. Y que el gas no venga sólo por tubo y de un sólo sitio, sino por barco, en forma líquida (GNL)y de múltiples procedencias.

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    2. Hermano E, sí al segundo párrafo. Otro buen consejo es no meterse con Rusia, ni ser un paisillo de 4 Mpeople recien salido de la Urss.
      Pero según me comentó esta mujer tuvieron 5 largos días desde que supieron que cerraban la válvula hasta que no les llegó el gas. Ahí está el misterio ingenieril ;). Y después una semana para sumergerse en los placeres energéticos del xviii, quemando madera.

      ND, totalmente de acuerdo, es terrible. Yo sigo dandole vueltas. En fin, que nadie nos hunda el ánimo, ni nosotros solos, porque levantarlo cuesta más. Felices vacances, a mi me faltan 3 semanas del demonio :D.

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    3. Tres semanas pasan en un pispás! Además ahora es cuando mejor se estará por esas latitudes, no?

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  10. Pues vaya, DM, se te queda el cuerpo mal. Es que creemos que lo que tenemos o como vivimos es para siempre, pero la barbarie está ahí, esperando.

    Sin ir más lejos, la señora que tengo en casa para cuidar a los niños es rumana y trabajaba en el departamento de nóminas de una fábrica de cristal. Y aquí está.

    Veremos qué pasa, pero pinta fatal.

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