Garra de feria

Qué va a aprender

• Cómo un único hilo reparte la fuerza entre tres dedos y por qué los tres hilos deben medir lo mismo.
• Que la garra se cierra gracias a su propio peso: mientras cuelga, el peso del cabezal tira de los hilos y cierra los dedos; cuando se apoya, el hilo se afloja y una goma los abre.
• Qué es un torno (manivela + carrete): con un radio de manivela mayor que el del carrete se levanta la carga con menos fuerza, a cambio de dar más vueltas.
• A ajustar un mecanismo por ensayo y error midiendo: peso del cabezal, fuerza de la goma, largo de los hilos.

Prepara antes

• Imprime las plantillas al 100 % y comprueba la línea roja de 50 mm de la cabecera.
• Cierra y refuerza la caja con cinta en todas las aristas; el techo debe ser firme (si las solapas no coinciden, pega encima un cartón plano de 30 × 25 cm).
• Marca con lápiz en la caja la ventana, la ranura y la puerta antes de la sesión; corta tú con cúter si los niños son pequeños.
• Pesa 80–100 g de lastre (monedas o arroz en una bolsita) y prepara los premios.
• Corta los trozos de brocheta: 3 pivotes de 20 mm, 1 eje de 90 mm y 1 mango de 40 mm.

Materiales y herramientas

• Caja de cartón alta — 1
  unos 30 × 25 × 40 cm (ancho × fondo × alto), con tapa o solapas que formen un techo firme. Las medidas de la ventana y la ranura se ajustan si tu caja es algo distinta
• Cartón corrugado — 1 lámina de 50 × 40 cm
  simple, 3–4 mm, plano (para garra, carro, pozo y tabique)
• Plástico transparente — 1 trozo de 24 × 33 cm
  acetato, funda de plástico rígida de carpeta o tapa de un envase transparente
• Hilo resistente — 1,2 m
  cordel fino de algodón, hilo de cometa o hilo de bramante fino (≥ 2 kg de carga); el hilo de coser se rompe
• Pajitas — 1
  recta, Ø 6–7 mm (guía del hilo)
• Palitos de brocheta — 2
  Ø 3 mm (eje del carrete, pivotes de los dedos y mango)
• Tapones de plástico — 3
  Ø 30 mm iguales (2 para el núcleo del carrete, 1 de mango)
• Lastre para el cabezal — 80–100 g
  10–12 monedas de 1 o 2 €, o una bolsita con 100 g de arroz, pegadas con cinta sobre el cabezal
• Goma elástica muy fina — 2 (1 de repuesto)
  pequeña y floja: goma de ortodoncia o goma de pelo fina de Ø 2–3 cm
• Goma elástica normal — 1
  de oficina, para el freno del carrete
• Premios — 8–12
  ligeros (≤ 5 g) y de 25–40 mm: pompones, bolas de papel de aluminio, caramelos envueltos, gomas de borrar
• Cola blanca y barritas de silicona — 1 bote / 3 barritas
  silicona para uniones rápidas (escuadras, soportes, carrete); cola para pegar las capas dobles
• Cinta adhesiva — 1 rollo
  transparente o de carrocero

Herramientas

• Cúter, regla metálica y base de corte — ventana, ranura, puerta y piezas de cartón adulto
• Punzón o brocheta afilada — perforar agujeros de 3–4 mm en el cartón doble adulto
• Pistola de silicona caliente — escuadras, soportes y carrete adulto
• Tijeras — recortar plantillas, plástico y pajita
• Bolígrafo sin tinta — marcar pliegues
• Cinta métrica y escuadra — marcar la ventana y la ranura en la caja
• Báscula de cocina — pesar el lastre del cabezal

Piezas y plantillas

• A · Cabezal (2 capas) ×2 — cartón corrugado 3 mm
• B · Escuadras de pivote ×3 — cartón corrugado 3 mm
• C · Dedos (2 capas cada uno) ×6 — cartón corrugado 3 mm
• D · Placa del carro ×2 — cartón corrugado 3 mm (2 capas)
• E · Soportes del eje ×4 — cartón corrugado 3 mm (2 capas)
• F · Bridas del carrete ×2 — cartón corrugado 3 mm
• G · Manivela ×2 — cartón corrugado 3 mm (2 capas)
• H · Paredes del pozo de premios ×1 — cartón corrugado 3 mm
• I · Tabique de premios ×1 — cartón corrugado 3 mm
• J · Pajita guía ×1 — pajita Ø 6–7 mm
• K · Hilos ×4 — hilo resistente

Paso a paso

1. Prepara y mide la caja

   Pon la caja de pie con el techo firme arriba. Mide ancho, fondo y alto. Las medidas de esta guía son para 30 × 25 × 40 cm; si la tuya es distinta, conserva los márgenes: 40 mm a los lados de la ventana y la ranura a 50 mm del frente.

   Comprueba: La caja no se deforma al apretar el techo con la mano.

2. Corta la ventana adulto

   Marca en la cara frontal un rectángulo de 220 × 310 mm, a 40 mm de cada lado y a 30 mm del suelo. El adulto lo corta con cúter y regla metálica.

   Comprueba: Quedan marcos de 40 mm a los lados y de 60 mm arriba: la caja sigue rígida.

3. Pega el plástico

   Recorta el plástico transparente a 240 × 330 mm y pégalo por DENTRO de la ventana, con 10 mm de solape por cada lado, usando cinta adhesiva por todo el borde.

   Comprueba: El plástico queda tenso, sin arrugas en el centro.

4. Corta la ranura del techo adulto

   En el techo, traza una línea paralela al frente a 50 mm del borde delantero. Marca sobre ella una ranura de 10 mm de ancho desde 35 hasta 265 mm del lado izquierdo (230 mm de largo) y córtala con cúter.

   Comprueba: Una pajita de 7 mm se desliza por toda la ranura sin engancharse.

5. Haz la puerta de premios adulto

   En la pared derecha, abajo y cerca del frente, corta una puerta de 80 mm de ancho (de 10 a 90 mm del frente) y 70 mm de alto (de 5 a 75 mm del suelo).

6. Monta el pozo y el tabique adulto

   Dobla la pieza H en L y colócala en la esquina delantera derecha, formando un pozo de 100 × 100 mm que rodee la puerta. Pega con silicona la pestaña de la pared derecha y la base de H contra el suelo; la pestaña del frente queda sobre el plástico de la ventana: sujétala con cinta adhesiva transparente, no con silicona. Dobla el tabique I y pégalo de pared a pared a 110 mm del frente.

   Comprueba: Un premio dejado caer dentro del pozo sale por la puerta lateral al meter la mano.

7. Fabrica el cabezal adulto

   Corta dos discos A de Ø 80 mm, pégalos con las ondas cruzadas y perfora el agujero central de 4 mm. Por la cara de abajo, pega con silicona las tres escuadras B sobre las líneas radiales, con la cara perforada colgando en vertical, a lo largo del radio y con su borde exterior a ras del disco.

   Comprueba: Mirando desde abajo, las tres escuadras forman una estrella de 120° y sus agujeros quedan a unos 30 mm del centro.

8. Fabrica los dedos adulto

   Corta las seis piezas C, con la uña ya recortada inclinada, y pégalas de dos en dos con cola, con los contornos enrasados (3 dedos de doble capa). Perfora el pivote de 4 mm y el agujero del hilo de 2,5 mm. La uña no se dobla: ya sale inclinada 30° hacia un lado.

   Comprueba: Los tres dedos son iguales: ponlos uno encima de otro y los agujeros coinciden.

9. Monta los dedos con su pivote adulto

   Mete un trozo de brocheta de 20 mm por el agujero de cada escuadra (ajustado), dejándolo asomar casi entero por una de sus caras, y fíjalo con una gota de silicona. Ensarta el dedo en el tramo de brocheta que asoma, girándolo para que la uña apunte al centro de la garra, y pon una tira de cinta en la punta del palito para que no se salga. Hazlo igual en las tres escuadras.

   Comprueba: Cada dedo se balancea libre hacia dentro y hacia fuera sin rozar el cabezal.

10. Pon la goma de apertura

    Pasa una goma muy fina alrededor de las tres cabezas de los dedos (los 12 mm que quedan por encima del pivote). Al tirar de las cabezas hacia el centro, las puntas se abren.

    Comprueba: Con la garra apoyada en la mesa, los dedos quedan abiertos unos 10–12 cm entre puntas.
    Truco: La goma debe ser floja: si cuesta cerrar los dedos con un dedo de la mano, es demasiado fuerte.

11. Ata los hilos de los dedos

    Ata un hilo de 150 mm al agujero del hilo de cada dedo y pasa los tres hacia arriba por el agujero central del cabezal. Cierra los tres dedos con la mano hasta que las uñas se toquen, tensa los tres hilos a la vez y átalos juntos con un nudo doble a 15–20 mm por encima del cabezal, no pegado a él: ese tramo es el hilo que necesitan los dedos para abrirse cuando la garra se apoya.

    Comprueba: Tira del nudo hacia arriba: los tres dedos se cierran a la vez y las uñas llegan juntas. Al soltarlo con la garra apoyada, el nudo baja hacia el cabezal y los dedos se abren.

12. Añade el lastre

    Pega con cinta 80–100 g de lastre (10–12 monedas o la bolsita de arroz) sobre el cabezal, repartido alrededor del agujero central y dejando libre un círculo de 2 cm: el nudo tiene que poder bajar hasta el cabezal cuando la garra se apoya.

    Comprueba: Cuelga la garra del nudo: debe cerrarse sola con su peso, venciendo a la goma.

13. Construye el carrete adulto

    Pega dos tapones de Ø 30 mm boca con boca y una brida F a cada lado. Perfora el centro de todo y atraviésalo con una brocheta de 90 mm; fíjala con silicona en las bridas.

    Comprueba: Al girar el eje, el carrete gira con él y no baila.

14. Construye el carro adulto

    Pega las dos capas de la placa D y las de cada soporte E. Pega los soportes de pie sobre las líneas a 15 y 65 mm, con los agujeros alineados. Mete la pajita guía de 50 mm en el agujero de 7 mm, dejando 6 mm por arriba, y fíjala con silicona.

    Comprueba: Mira por los dos agujeros de los soportes: se ve en línea recta a través de ambos.

15. Monta el carrete y la manivela adulto

    Pasa el eje del carrete por los dos soportes. Pega la manivela G en un extremo del eje y un trozo de brocheta de 40 mm con un tapón de mango en su otro agujero. Pon una goma de oficina enrollada en el eje junto al soporte como freno.

    Comprueba: Al soltar la manivela con 150 g colgando, el carrete no se desenrolla solo.

16. Cuelga la garra

    Coloca el carro en el techo con la pajita metida en la ranura. Ata el hilo maestro de 600 mm al carrete, enróllalo 2 vueltas, bájalo por la pajita y átalo al nudo de los hilos de los dedos dentro de la caja.

    Comprueba: Con el hilo todo enrollado, la garra queda a 2–3 cm por debajo de la pajita; con el hilo todo suelto, las uñas tocan el suelo.

17. Ajusta fuera de la caja

    Antes de jugar, prueba la garra sobre la mesa con un premio: bájala hasta que se apoye, espera a que se abra, baja 2 cm más y súbela. Si se cierra sin agarrar, añade 10 g de lastre; si no se abre al apoyarse, cambia la goma por una algo más tensa.

    Comprueba: Agarra un pompón o una bola de aluminio 3 de cada 5 intentos.

18. Pon los premios y juega

    Reparte 8–12 premios en la zona delantera, entre el frente y el tabique, sin llenar el pozo. Desliza el carro hasta un premio, baja, sube, lleva el carro a la derecha sobre el pozo y baja la garra dentro hasta que se apoye: se abre y suelta el premio.

    Comprueba: El premio sale por la puerta lateral.

¿Funciona? La prueba

Haz 10 intentos seguidos de coger un premio y llevarlo al pozo. Cuenta las vueltas de manivela necesarias para subir la garra del suelo hasta arriba.

Qué debe pasar: La garra baja cerrada, se abre al apoyarse sobre los premios, se cierra al tirar y sube el premio. Con premios ligeros (≤ 5 g) se gana 3–6 de cada 10 veces, como en una máquina de verdad. Con el núcleo de Ø 30 mm, subir 25 cm cuesta unas 2,5–3 vueltas.

Si algo falla

• La garra baja abierta y no se cierra al tirar — La goma de apertura es más fuerte que el cierre por peso. Solución: Pon una goma más floja o añade 10–20 g de lastre al cabezal.
• Al apoyarse no se abre — Falta la goma, está demasiado floja o los dedos rozan con el cabezal. Solución: Cambia a una goma algo más tensa y comprueba que los dedos se balancean libres en su pivote.
• Un dedo se cierra antes que los otros — Los tres hilos no miden lo mismo. Solución: Desata el nudo, cierra los tres dedos a mano y vuelve a atar los hilos tensados a la vez, con el nudo a 15–20 mm del cabezal.
• Coge el premio pero se le cae al subir — Premio demasiado pesado, grande o liso. Solución: Usa premios de ≤ 5 g y 25–40 mm. Pega un trozo de goma elástica o cinta de doble cara en cada uña para que agarre más.
• La garra cae sola al soltar la manivela — Falta freno. Solución: Enrolla la goma de oficina en el eje apretada contra el soporte o sujeta el mango con una pinza de la ropa.
• El hilo se enreda o se sale del carrete — Hilo flojo o bridas pequeñas. Solución: Mantén el hilo tenso al enrollar y comprueba que las bridas de Ø 55 mm están bien pegadas al núcleo.
• El carro se atasca en la ranura — Ranura estrecha o con rebabas. Solución: Repasa la ranura con el cúter dejándola de 10 mm limpios; frota los bordes con una vela para que deslice.
• La garra apoyada no se abre aunque la goma es floja — El nudo de los tres hilos está pegado al cabezal: no queda hilo para que los dedos se separen. Solución: Rehaz el nudo a 15–20 mm por encima del cabezal con los dedos cerrados, y comprueba que el lastre no tapa el agujero central.

Seguridad

• Todos los cortes de la caja (ventana, ranura, puerta) los hace un adulto con cúter, regla metálica y base de corte; el niño sujeta la caja desde el lado contrario.
• La silicona caliente quema: el adulto aplica, el niño indica dónde. Ten un vaso de agua fría cerca.
• Las brochetas pinchan: corta las puntas antes de dárselas a los niños.
• Los premios pequeños y las monedas del lastre son un peligro de atragantamiento para menores de 3 años.
• No cuelgues de la garra nada que pese más de 50 g: el hilo y el cartón pueden ceder.

La ciencia detrás

Para los niños

La garra funciona como tu mano cuando coges algo: los dedos se cierran todos a la vez porque un solo hilo tira de los tres. Mientras la garra cuelga, su propio peso tira de los hilos y la mano se cierra. Cuando se apoya sobre los premios, el hilo se queda flojo y la goma abre los dedos, como cuando relajas la mano. Al girar la manivela, el hilo se enrolla en el carrete y la garra sube. La manivela es larga y el carrete pequeño, por eso tienes que dar más vueltas, pero cuesta muy poco.

Para el adulto

La garra es un mecanismo de tres barras articuladas en pivotes tangenciales. Cuando cuelga, todo su peso (≈ 150 g con el lastre) se transmite a través de los tres hilos, que tiran de cada dedo en un punto situado 60 mm por debajo del pivote y hacia el eje central: ese par de cierre (≈ 50 gf por hilo × ≈ 24 mm de brazo ≈ 1200 gf·mm por dedo) es mayor que el par de apertura de la goma (≈ 15 gf × 12 mm ≈ 180 gf·mm), así que la garra cuelga cerrada. Al apoyarse, la tensión de los hilos cae a cero y la goma, que tira de las cabezas de los dedos hacia dentro por encima del pivote, abre las puntas. Al volver a tirar, el cierre ocurre antes de que la garra despegue, porque el peso del cabezal debe pasar por los hilos. Por eso el lastre es imprescindible: es el mismo principio que la garra de las máquinas de feria, cuya fuerza de cierre se regula precisamente para que no siempre agarre. Que los tres hilos midan lo mismo garantiza que la tensión se reparta por igual y las uñas se cierren a la vez (sistema de reparto de carga en paralelo). El carrete con manivela es un torno: con radio de manivela R = 54 mm y radio de enrollado r = 15 mm, la ventaja mecánica ideal es R/r ≈ 3,6, a cambio de recorrer 3,6 veces más distancia con la mano. Una vuelta enrolla 2πr ≈ 94 mm de hilo. La pajita actúa como guía y cambia la dirección del hilo con poco rozamiento, una función análoga a la de una polea fija.

• pivote: eje sobre el que gira una pieza, como una bisagra.
• torno: cilindro con manivela que enrolla una cuerda para levantar cargas.
• lastre: peso que se añade para que algo funcione mejor o no vuelque.
• ventaja mecánica: cuántas veces una máquina multiplica tu fuerza.
• tensión: fuerza con la que tira un hilo estirado.

Por edades

• 5–7 años: No recomendado salvo en familia: el adulto construye caja, carro y garra; el niño decora la caja, coloca los premios y juega contando vueltas de manivela.
• 8–10 años: En equipo con un adulto: los niños recortan dedos, hacen el carrete y atan los hilos; el adulto corta la caja y usa la silicona. Que ellos ajusten lastre y goma probando.
• 11–12 años: Construyen casi todo con supervisión de cortes. Reto: diseñar su propia garra (cuatro dedos, dedos más largos) y medir el porcentaje de acierto con cada diseño.

En grupo o en clase

Equipos de 4, una máquina por equipo (o una sola máquina de clase con 6 equipos haciendo cada uno una parte: caja, pozo, carro, carrete, garra, premios). Antes: conseguir cajas iguales, cortar ventanas y ranuras, precortar piezas de la garra y pesar el lastre. Sesión 1 (60 min): caja, pozo, carro y carrete. Sesión 2 (60 min): garra, ajuste y torneo con hoja de registro. Ten hilo y gomas finas de repuesto.

Retos

• Añade un segundo eje de movimiento: una ranura en cruz o un techo con un carro que se mueva también de delante a atrás.
• Construye una garra de cuatro dedos y compara su acierto.
• Pon un temporizador de arena o del móvil: 30 segundos por partida.
• Diseña una moneda de cartón para «jugar» y una ranura con rampa que la lleve dentro.
• Ilumina el interior con una tira de LED a pilas (3 pilas AA, 4,5 V, con su resistencia) colocada bajo el techo.

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