Leche de colores que se mueven

Qué va a aprender

• Que la superficie de un líquido está tensa y que el detergente rebaja esa tensión.
• Que cuando la superficie tira más fuerte en un lado que en otro, el líquido se mueve hacia donde tira más (efecto Marangoni).
• Que el detergente tiene moléculas con una parte que se une al agua y otra a la grasa, y por eso limpia.
• Que la grasa de la leche hace que el movimiento dure más: con leche desnatada o agua dura menos.

Prepara antes

• Cubre la mesa con periódico o un mantel de plástico y pon a los niños ropa vieja o un delantal.
• Aclara bien los platos con agua sola: un resto de jabón en el plato hace que los colores se muevan antes de tiempo.
• Abre los colorantes y comprueba que gotean de uno en uno.
• Pon 1 ml de lavavajillas en un tapón, lejos de los platos.
• Si vas a estampar, recorta el disco A en papel de acuarela o cartulina.

Materiales y herramientas

• Leche entera — 200 ml por plato (+ 200 ml de desnatada para comparar)
  entera (3,5 % de grasa), a temperatura ambiente o recién sacada de la nevera
• Colorantes alimentarios líquidos — 4 colores (rojo, azul, amarillo, verde) comprar
  de repostería, líquidos, en bote con cuentagotas
• Lavavajillas líquido — 1 ml (un chorrito en un tapón)
  de lavar a mano, concentrado
• Bastoncillos de algodón — 4–6
  uno nuevo por cada prueba
• Plato hondo blanco — 1 (2–3 para comparar)
  liso, Ø 20–24 cm, limpio y aclarado sin restos de jabón
• Papel de periódico o mantel de plástico — 1
  para proteger la mesa: el colorante mancha
• Papel de acuarela o cartulina blanca — 1 hoja (opcional)
  para estampar el dibujo (disco A)

Herramientas

• Vaso medidor — medir 200 ml de leche
• Tapón de botella — poner el lavavajillas para mojar el bastoncillo
• Móvil o cámara — fotografiar o grabar los remolinos
• Microondas o cazo — templar la leche para el experimento de temperatura adulto

Piezas y plantillas

• A · Disco para estampar el dibujo ×2 — papel de acuarela o cartulina 200 g

Paso a paso

1. Protege la mesa

   Extiende periódico o un mantel de plástico y coloca encima el plato hondo blanco, en un sitio donde no haya que moverlo después.

2. Sirve la leche

   Mide 200 ml de leche entera con el vaso medidor y viértela en el plato hasta cubrir todo el fondo con ≈ 1 cm de profundidad.

   Comprueba: No se ve el fondo del plato en ningún punto.

3. Espera a que esté quieta

   Espera 1 minuto sin tocar el plato ni la mesa, hasta que la superficie de la leche esté totalmente lisa y quieta.

4. Pon las gotas de color

   Pon 1 gota de cada colorante a 3–3,5 cm del centro (así quedan a 4–5 cm unas de otras), como las 4 esquinas de un cuadrado, sin que se toquen. Deja caer cada gota desde 1–2 cm de altura.

   Comprueba: Las gotas se quedan redondas y casi quietas en la superficie.

5. Moja el bastoncillo

   Moja la punta de un bastoncillo limpio en el tapón con lavavajillas, de forma que quede empapada pero sin gotear.

6. Toca el centro y no te muevas

   Apoya la punta del bastoncillo en el centro del plato, justo en la superficie (sin llegar al fondo), y mantenlo quieto 10–15 segundos.

   Comprueba: En menos de 1 segundo los colores salen disparados hacia el borde.

7. Observa los remolinos

   Retira el bastoncillo y observa sin tocar durante 1–2 minutos: los colores siguen girando y mezclándose en remolinos aunque ya no toques nada.

   Truco: Graba un vídeo a cámara lenta desde arriba para ver el primer «estallido».

8. Segundo toque

   Cuando el movimiento se calme, vuelve a tocar con el bastoncillo mojado en otro punto, por ejemplo a 3 cm del borde. Compara el dibujo con el primero.

9. Estampa el dibujo (opcional)

   Apoya el disco A plano sobre la leche durante 5 segundos, levántalo por un borde y déjalo secar sobre periódico, con el color hacia arriba, 30 minutos.

10. Recoge

    Tira la leche por el fregadero (no se bebe: lleva detergente) y lava el plato con agua y jabón. Si te has manchado, lava con agua fría enseguida.

¿Funciona? La prueba

Plato con 200 ml de leche entera, 4 gotas de colorante a 3–3,5 cm del centro y bastoncillo con lavavajillas en el centro.

Qué debe pasar: Al tocar, los colores se separan del centro en menos de 1 segundo y avanzan varios centímetros hacia el borde. Durante 1–2 minutos siguen formando remolinos y espirales sin tocar nada. Un segundo toque da otra explosión, más pequeña.

Si algo falla

• Los colores se mueven antes de tocar con el bastoncillo — El plato tenía restos de jabón. Solución: Aclara el plato 2–3 veces con agua sola y empieza con leche nueva.
• Al tocar, casi no pasa nada — Leche desnatada, demasiado poco detergente o leche ya usada. Solución: Usa leche entera nueva y empapa bien la punta del bastoncillo.
• Las gotas de color se hunden y desaparecen — Demasiada leche (muy profunda) o gotas lanzadas desde muy alto. Solución: Usa solo ≈ 1 cm de leche y deja caer las gotas desde 1–2 cm.
• Todo se vuelve marrón enseguida — Gotas demasiado juntas o se ha removido con el bastoncillo. Solución: Separa las gotas 4–5 cm entre sí y deja el bastoncillo quieto.
• El colorante en gel no se extiende — El gel es muy espeso. Solución: Dilúyelo: una punta de cuchillo de gel en una cucharadita de agua.

Seguridad

• La leche con detergente no se bebe: tírala al final.
• El colorante mancha ropa, madera y manos durante horas: protege la mesa y usa ropa vieja.
• Lavavajillas: si salpica a los ojos, aclara con mucha agua.
• Si se templa la leche, que lo haga un adulto y que no pase de 40 °C (tibia al tacto).
• Alergia a la leche: no es peligroso tocarla, pero que esos niños se laven las manos al terminar.

La ciencia detrás

Para los niños

La superficie de la leche está tensa como la tela de un tambor, y las gotas de color están apoyadas encima. Cuando tocas el centro con jabón, la tela se afloja justo allí, y el resto de la tela, que sigue tensa, tira hacia el borde y se lleva los colores corriendo. Además, el jabón busca las gotitas de grasa de la leche para agarrarlas, y en ese ir y venir remueve los colores como una batidora muy suave.

Para el adulto

La leche entera es una emulsión de glóbulos de grasa (≈ 3,5 %) y proteínas (caseínas) en agua. Su superficie tiene una tensión superficial de ≈ 0,045–0,05 N/m. Las gotas de colorante (acuoso, algo más denso) quedan sobre la superficie y apenas se difunden porque la leche está quieta. El lavavajillas contiene tensioactivos aniónicos y no iónicos: moléculas con cabeza hidrófila y cola hidrófoba que se colocan de inmediato en la superficie y la bajan a ≈ 0,03 N/m. Ese gradiente de tensión arrastra la capa superficial desde la zona con jabón (baja tensión) hacia la zona limpia (alta tensión): es el efecto Marangoni, el responsable del «estallido» inicial, que mueve también las gotas de color. Debajo, el líquido retorna hacia el centro y forma celdas de circulación. El movimiento posterior, que dura minutos, se debe a que el tensioactivo sigue difundiendo, se adsorbe sobre los glóbulos de grasa y las proteínas y forma micelas, renovando gradientes locales de tensión. Por eso, con leche desnatada el efecto es más corto y con agua solo hay un empujón breve (y además el colorante se hunde y difunde en el agua). Es el mismo mecanismo que permite al jabón despegar la grasa de platos y ropa.

• tensión superficial: fuerza con la que la superficie de un líquido se mantiene tensa, como la tela de un tambor.
• tensioactivo: sustancia, como el detergente, que afloja esa tensión.
• emulsión: mezcla de gotitas de grasa repartidas en agua sin juntarse, como la leche.
• micela: bolita formada por moléculas de jabón que rodean una gota de grasa.
• efecto Marangoni: movimiento de un líquido desde donde su superficie tira menos hacia donde tira más.

Por edades

• 5–7 años: El adulto sirve la leche y abre los colorantes; el niño pone las gotas (con ayuda) y toca con el bastoncillo. Mensaje: «el jabón empuja los colores».
• 8–10 años: Hacen todo y comparan leche entera con desnatada o con agua, cronometrando cuánto dura el movimiento.
• 11–12 años: Que diseñen el experimento de grasa con cuatro platos (desnatada, semidesnatada, entera, nata diluida), midan la duración y hagan una gráfica de duración frente a porcentaje de grasa.

En grupo o en clase

Equipos de 3, un plato por equipo (8 platos para 25 niños), 2 L de leche entera en total y un set de colorantes cada 2 equipos. El docente reparte el lavavajillas en tapones al final, cuando todos tienen las gotas puestas, y la clase toca a la vez a la cuenta de tres. Después cada equipo prueba una variable (desnatada, agua, tibia). 30 min + 10 de recoger. Imprescindible proteger las mesas.

Retos

• Consigue que los colores formen una espiral tocando con el bastoncillo en un lugar distinto al centro.
• Haz que una sola gota de color viaje de un lado al otro del plato sin tocarla directamente.
• Crea una tarjeta de felicitación estampando el dibujo con el disco A.
• Prueba con nata, leche de avena y leche de soja y ordénalas de más a menos espectacular. ¿Coincide con su cantidad de grasa?

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