Por qué no se hunden los barcos

He aquí otra de esas cosas que vemos todos los días y que suelen tener una no muy difícil explicación, aunque pocas veces nos paramos a pensar en por qué ocurren.

Estamos acostumbrados a ver cómo los barcos se mantienen flotando sobre el agua, incluso algunos tan pesados que parecen desafiar la intuición de que se mantengan a flote.

En principio, se podría pensar que esto se debe a los materiales de los que están hechos los barcos (idea quizá más probable cuando todavía eran de madera la mayoría), pero en cuanto vemos que estos están hechos de hierro y acero, elementos más densos que el agua y, por tanto, que no flotan sobre esta, este argumento falla.

Sin embargo, a pesar de que el metal es más denso que el agua, se da una característica crucial para que el barco flote: dado que este no contiene únicamente metal, sino que una gran parte del interior del casco es aire (ya que este no es macizo por dentro, fundamentalmente debido a que, aparte de que flote, se suele querer utilizar para transportar cosas en su interior), la densidad total media del barco es inferior a la del agua.

Claro que únicamente con ser menos denso que el agua no es suficiente, ya que si pesase mucho, este peso no llegaría a ser compensado por este empuje que ejerce el agua sobre él, debido a su menor densidad, y nuestro barco se hundiría.

Pero para ver esto, hace falta entender por qué el agua ejerce dicho empuje sobre el barco y cuánto es este empuje.

El empuje

Al sumergirse una parte del barco bajo el agua, este está ocupando un volumen que de no estar él sería rellenado por el agua del mar. Ahora bien, al desalojar dicho volumen de agua, esta ejerce una fuerza contra el casco del barco para sacarle del agua y poder volver a ocupar dicho volumen de agua. Esto causaría que el barco “rebotase” y fuese lanzado hacia el aire, pero esto no ocurre debido al peso que tiene el barco.

Así que el barco se sumergirá hasta la profundidad en la que el empuje del agua y su peso se igualen. Y esto ocurre cuando el volumen que ha desalojado, si lo llenásemos entero de agua, pesa exactamente lo mismo que el barco.

Y por lo tanto, bastaría conocer la masa del barco para calcular el volumen de este que debe sumergirse para mantenerlo a flote, ya que su masa tiene que ser igual a la densidad del agua (o del líquido sobre el que se encuentre) por el volumen desalojado.

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