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Fines de octubre es la única semana del año en que una calabaza entra al laboratorio sin que nadie pregunte por qué. Vale la pena aprovecharla: los dos experimentos de esta nota son de temporada por fuera, pero por dentro son contenido de currículo —cinética química y catálisis en uno, caída libre y aceleración en el otro— con la misma toma de datos que usarías en cualquier otra práctica.

Los dos vienen del blog de Vernier Science Education y se montan con el ecosistema Go Direct® que Districalc distribuye en América Latina: la «calabaza que vomita» para química y la «gran caída de calabazas» para física. El primero se arma en veinte minutos sobre una bandeja; el segundo necesita una altura segura, una cámara y un patio despejado.

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Experimentos de temporada: descomposición catalítica del peróxido de hidrógeno y caída libre
9,8
m/s²: el valor de la aceleración de gravedad que la clase obtiene por su cuenta al analizar el video de la caída
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Herramientas Vernier para cubrir ambos: sensor de temperatura Go Direct®, Graphical Analysis y Video Analysis

¿Por qué montar un experimento de temporada?

Un laboratorio de temporada no reemplaza al del libro: lo precede. La calabaza que echa espuma se ve desde el fondo de la sala, y esa reacción visible es la que deja a la clase preguntando qué acaba de pasar —que es exactamente el punto de partida de la cinética química. Con la caída ocurre algo parecido: nadie discute si un objeto cae, pero sí discute si cae más rápido cuando pesa más, y esa discusión sostiene toda la unidad de cinemática.

La segunda razón es práctica. Ambos experimentos funcionan como demostración del docente o como actividad de estudiantes, y los dos pueden terminar en datos. Esa es la diferencia entre un show y un laboratorio: si se mide, hay algo que graficar, que discutir y que evaluar. El sensor de temperatura convierte la espuma en una curva; el análisis de video convierte la caída en una parábola.

Las dos prácticas son de Vernier Science Education y se publicaron en su blog. Aquí están adaptadas al equipamiento que distribuimos en la región y con las notas de seguridad que conviene subrayar en un laboratorio escolar.

Experimento 1 · La calabaza que vomita (química)

El montaje: dentro de una calabaza tallada con tapa se deja un vaso con peróxido de hidrógeno, colorante y detergente. Al agregar yoduro de potasio saturado y cerrar la tapa, la calabaza expulsa una columna de espuma por la boca y los ojos.

Calabaza tallada expulsando espuma verde por la boca y los ojos con una sonda de temperatura Vernier Go Direct insertada en su pared
La sonda de temperatura, insertada en la pared de la calabaza, registra el calor que libera la reacción mientras la espuma sale.

Qué necesitas

Qué está pasando

El peróxido de hidrógeno se descompone en agua y oxígeno. Es una reacción que ocurre sola, pero lentamente; el yoduro de potasio actúa como catalizador y la acelera hasta volverla visible. El detergente atrapa el oxígeno liberado en forma de burbujas, y eso es la espuma que sale de la calabaza. Como la reacción es exotérmica, el sensor de temperatura registra el alza mientras ocurre: ahí está el dato que convierte la demostración en laboratorio.

Preguntas para la clase

Seguridad: el peróxido de hidrógeno al 30 % es corrosivo y no es el de farmacia. Lentes de seguridad y guantes para todos, el frasco lo manipula el docente, área ventilada y una bandeja que contenga la espuma. Si tu laboratorio no trabaja con peróxido concentrado, la versión suave —peróxido al 3 % con levadura como catalizador— muestra el mismo principio con una espuma más lenta.

Equipo: sensor de temperatura Go Direct® y Vernier Graphical Analysis.

El mismo contenido sin la calabaza: Vernier publica las prácticas The Decomposition of Hydrogen Peroxide (CHEM-A-12) y Endothermic and Exothermic Reactions (CWV-1), que cubren la descomposición catalítica y el balance de energía con el montaje de laboratorio habitual.

Experimento 2 · La gran caída de calabazas (física)

El montaje: se dejan caer varias calabazas —de distinto tamaño, talladas y enteras— desde una altura segura sobre una superficie despejada, se filma cada caída y se analiza el video cuadro a cuadro.

Docente de Vernier arrodillada junto a una calabaza reventada tras caer desde el techo, sosteniendo semillas en la mano
Fran Poodry, de Vernier Science Education, junto a una de las calabazas lanzadas desde el techo del edificio.

Qué necesitas

Qué está pasando

Una caída es demasiado rápida para el ojo: la clase ve el impacto, no la aceleración. El video resuelve eso. Al marcar la posición de la calabaza cuadro a cuadro y fijar la escala con un objeto de longitud conocida, el software entrega la posición en función del tiempo y, a partir de ahí, la velocidad y la aceleración. El número que aparece es cercano a 9,8 m/s², y aparece parecido para la calabaza grande, la chica y la tallada: eso es lo que hay que discutir.

Cómo filmar para que el análisis funcione

Preguntas para la clase

Equipo: Vernier Video Analysis, más la cámara o el teléfono que ya tengan los estudiantes.

Medir la gravedad por más de un camino

La caída de calabazas es una de varias formas de llegar al mismo número, y conviene hacer al menos dos para que la clase vea que el valor no depende del método: con el detector de movimiento Go Direct® siguiendo una pelota lanzada hacia arriba, con una foto-celda Go Direct® y una regla Picket Fence en caída libre, y con análisis de video. Vernier reúne varias de estas formas en su seminario Measuring g Three Ways.

Cómo ajustarlo al nivel del curso

Y una nota regional: la calabaza de Halloween no es obligatoria. El zapallo del Cono Sur, la auyama de Colombia y Venezuela o la calabaza mexicana sirven igual; lo que importa es que tenga una cavidad con tapa para el experimento de química y que resista el traslado hasta el lugar de la caída para el de física. Si la fecha no encaja con el calendario del colegio, los dos experimentos funcionan en cualquier semana del año: el contenido no es de temporada.

El equipamiento para los dos experimentos

Un laboratorio que ya trabaja con sensores Go Direct® puede montar el experimento de química sin comprar nada adicional; el de física solo necesita la licencia de análisis de video. A continuación, cada componente con su ficha en la tienda regional, donde aparecen los precios para Chile.

Sensor de temperatura Vernier Go Direct para registrar el calor de la reacción dentro de la calabaza

Go Direct® Sensor de Temperatura

Registra el alza de temperatura dentro de la calabaza y entrega la curva que demuestra que la reacción es exotérmica.

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Ilustración de un sensor Vernier Go Direct conectado por Bluetooth o USB a un computador con Graphical Analysis

Vernier Graphical Analysis™

App gratuita de recolección y análisis de datos para el experimento de química; la edición Pro agrega ajuste de curvas y análisis de video.

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Estudiante grabando con un teléfono el lanzamiento de una pelota para analizarlo con Vernier Video Analysis

Vernier Video Analysis™

Marca la calabaza cuadro a cuadro en el video de la caída y entrega posición, velocidad y aceleración. Licencia de sitio, sin límite de usuarios.

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Detector de movimiento Vernier Go Direct por ultrasonido para medir posición, velocidad y aceleración

Go Direct® Detector de Movimiento

Mide posición, velocidad y aceleración por ultrasonido: la segunda forma de obtener la aceleración de gravedad sin cámara.

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Foto-celda Vernier Go Direct con dos puertas ópticas para medir caída libre y colisiones

Go Direct® Foto-celda

Dos puertas ópticas para medir caída libre con regla Picket Fence, colisiones y péndulos con precisión de milisegundos.

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Districalc: física y química experimental en América Latina

Districalc es distribuidor autorizado de Vernier y opera en más de 20 países de América Latina desde 1981. Suministramos los sensores Go Direct®, las licencias de software y los libros de laboratorio, y acompañamos la implementación con capacitación docente y soporte técnico local.

Más experimentos: el catálogo de química y el de física reúnen el resto del ecosistema Vernier, y la página de capacitación docente describe la formación que acompaña cada implementación.

¿Quieres montar estas dos prácticas antes de que termine el semestre? Escríbenos: armamos la lista de equipamiento según el nivel del curso y el laboratorio que ya tengas.

Para profundizar: el artículo original de Vernier Smashing Squash and Regurgitating Gourds, los cinco consejos para grabar video analizable y la práctica Accelerated Motion, pensada para hacerse antes de la caída.

¿Listo para llevar estos experimentos a tu laboratorio?

Districalc provee los sensores Vernier, las licencias de software, la capacitación docente y el soporte técnico para implementar estas prácticas en tu currículo — en cualquier país de América Latina.

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Preguntas frecuentes

¿Qué reacción química ocurre en la calabaza que vomita?

El peróxido de hidrógeno se descompone en agua y oxígeno. El yoduro de potasio actúa como catalizador y acelera esa descomposición hasta volverla visible; el detergente atrapa el oxígeno en burbujas y forma la espuma que sale de la calabaza. La reacción es exotérmica, así que el sensor de temperatura Go Direct registra el alza mientras ocurre.

¿Qué peróxido de hidrógeno se usa y qué precauciones exige?

El montaje original usa 60 mL de peróxido de hidrógeno al 30 %, que es corrosivo y no es el de farmacia. Exige lentes de seguridad y guantes para todos los presentes, manipulación del frasco por parte del docente, área ventilada y una bandeja que contenga la espuma. Una versión más suave, con peróxido al 3 % y levadura como catalizador, muestra el mismo principio con menos riesgo.

¿Se puede hacer como actividad de estudiantes o solo como demostración?

Las dos formas funcionan. Como demostración, el docente monta una calabaza y toda la clase observa y discute los datos de temperatura. Como actividad, cada grupo talla su propia calabaza y hace su propia medición, con el docente dosificando el peróxido. La caída de calabazas se organiza igual: una caída filmada para toda la clase, o un video por grupo para analizar por separado.

¿Caen más rápido las calabazas más pesadas o las talladas?

No. Cerca de la superficie terrestre todos los cuerpos aceleran prácticamente igual, alrededor de 9,8 m/s², sin importar su masa, y el análisis de video lo muestra: las curvas de las distintas calabazas quedan casi superpuestas. Las diferencias que aparecen vienen de la resistencia del aire y del error de medición, y son justamente el tema que vale la pena discutir después del experimento.

¿Qué se necesita para analizar la caída en video?

Una cámara, tablet o teléfono; un objeto de escala de longitud conocida ubicado en el plano de la caída; y Vernier Video Analysis para marcar la posición cuadro a cuadro. La cámara debe quedar fija, lejos y con zoom, porque la distorsión de perspectiva es el error más común en este análisis. El software funciona en computadores, Chromebooks, tablets y teléfonos.