Materiales frágiles formando estructuras resistentes

Autores:

Belén Sánchez (ExperCiencia) belen@experciencia.com

Durante todo el proceso, utilizamos modelos arquitectónicos de conocidas construcciones para ayudar a los alumnos en la elaboración y diseño de sus propias construcciones.

Primero fabricamos un sencillo sistema para medir la resistencia de un espagueti con dos pirámides hechas con espaguetis y “nubes” (golosinas). Entre ambas pirámides colocamos el espagueti cuya resistencia queremos medir. Colgamos un recipiente ligero en el punto medio del espagueti y añadimos poco a poco peso hasta que la pasta se rompa.

Repetimos las pruebas con diferentes tipos de pasta: diferentes marcas, con y sin huevo, pasta integral, tallarines, etc y representamos los datos de peso soportado vs. tipo de pasta para extraer conclusiones sobre cómo afecta la composición y forma de la pasta a su resistencia a la ruptura.

A continuación, retamos a los alumnos a construir una torre lo más alta y estable posible a partir de dos materiales: espaguetis y “nubes”. En el transcurso de la actividad, y tomando como muestra diferentes construcciones arquitectónicas (torres, grúas, norias, etc.) los alumnos descubren a través de su propia experiencia qué formas son las más estables en construcción (formas triangulares), cómo afecta la anchura de la base, o cómo afecta a la estabilidad del conjunto la utilización de materiales más rígidos, aunque más pesados (sustituyendo “nubes” por gominolas, plastilina o arcilla).

Medimos las torres y comprobamos la estabilidad simulando un ligero viento utilizando un ventilador o haciendo que la torre soporte el peso de un objeto ligero en su parte superior, o produciendo un ligero temblor moviendo la mesa sobre la que están colocadas.

Finalmente, aplicando de nuevo los conceptos que hemos trabajado,y tomando como modelo construcciones reales de puentes, retamos a los alumnos a construir con espaguetis y cola caliente un puente lo más resistente posible, que salve una distancia predeterminada. Los alumnos diseñan su construcción sobre papel, montan el puente de acuerdo a su diseño, lo pesan una vez acabado y finalmente lo prueban: cuelgan un recipiente del punto medio del puente y añaden peso poco a poco hasta que se rompe.

Representan los datos de peso soportado vs peso del puente y extraen conclusiones acerca de las estructuras más estables (de nuevo aquellas con formas triangulares)

¿Qué se pretende demostrar?

En este experimento utilizamos materiales que son considerados, en principio, frágiles, pero que sin embargo, bajo ciertas condiciones físicas, pueden formar estructuras muy resistentes. Esas estructuras pueden soportar un peso elevado (respecto al peso de la estructura) o ciertas fuerzas como vientos o terremotos simulados.