Experimento del apio con colorante: ver el xilema

El experimento del apio con colorante está en todos los cuadernos de primaria y decepciona casi la mitad de las veces, porque las instrucciones clásicas se callan las tres cosas que deciden si funciona: cuánto colorante, qué tan fresco es el corte y dónde pones el vaso. Si aciertas esas tres, un clavel blanco muestra venas de color en pocas horas y un borde azul marcado a la mañana siguiente. Y al cortar el apio de través aparece la tubería real: un anillo de puntos de color.

Puntos clave

• Un clavel blanco y un tallo de apio se paran en agua muy coloreada; el colorante sube por el xilema y aparece en los pétalos y en el corte transversal del tallo.
• El colorante se mueve porque el agua se está evaporando de hojas y pétalos, jalando una columna continua detrás de ella.
• Ideal de 5 a 11 años, y el corte transversal y la versión del tallo partido encajan de 8 en adelante.
• Lo que lo hace fallar: poco colorante, un corte viejo, o un lugar fresco y húmedo sin movimiento de aire.
• Expectativa honesta: la pulpa del apio se queda pálida. Solo los hilos se colorean, y hay que cortar de través para verlos.

Lo que vas a necesitar

Material	Cuánto	Dónde conseguirlo	Si no lo tienes
Clavel o crisantemo blanco	2 tallos	Floristería o supermercado; el clavel es el más barato y el que mejor funciona	Una rosa blanca, más lenta; o solo apio
Tallo de apio con hojas	2 tallos	Supermercado o mercado. Las hojas importan: ellas generan el jalón	Tallos de acelga, o cebolla de rama
Colorante vegetal líquido	20 a 30 gotas por vaso	Repostería, supermercado. Azul y rojo son los más fuertes	Jugo concentrado de betabel o agua de Jamaica cargada, más débiles
Vasos transparentes	3 o 4, angostos	Cocina	Frascos chicos de mermelada
Agua tibia	150 ml por vaso, a unos 30 °C	Llave	A temperatura ambiente también sirve, más lento
Cuchillo filoso	1	Cocina. Solo para el adulto	Tijeras de cocina, que machucan más pero son más seguras
Tabla de picar y una bandeja	1 de cada una	Cocina	Periódico; esto mancha
Lupa	1, opcional	Papelería	El modo macro de la cámara del celular
Alérgenos	El apio es alérgeno declarado en varios países	Revísalo antes si hay alergia conocida al apio	Usa solo las flores

Tiempo: preparación 15 min, primer color 2 a 6 horas, efecto completo 24 horas, limpieza 5 min Costo: casi todo está en tu cocina; los claveles cuestan lo que un refresco Nivel de desorden: medio, y el colorante mancha mesadas y dedos

Haz el experimento del apio con colorante

Paso 1 — Prepara el colorante mucho más fuerte de lo que crees

Pon 150 ml de agua tibia en cada vaso y agrega 20 a 30 gotas de colorante, hasta que el agua se vea opaca y no apenas teñida. Esta es la razón número uno por la que el experimento falla: la gente pone cinco gotas, el colorante queda demasiado diluido para verse cuando se reparte por el tallo, y no aparece nada. El azul da el resultado más claro en pétalos.

Paso 2 — Corta los tallos frescos, justo junto al vaso

Con el vaso ya listo, corta 2 cm del fondo de cada tallo de flor y de cada tallo de apio en diagonal, y métele de inmediato al colorante. Un corte hecho aunque sea veinte minutos antes ya empieza a sellarse con burbujas de aire y goma vegetal, que tapan los tubos.

Paso 3 — Monta un vaso de control

Pon un clavel idéntico en agua tibia sin colorante. Sirve de comparación y muestra que cualquier marchitez no la causó el colorante.

Paso 4 — Déjalo todo en un lugar cálido, luminoso y con brisa

El colorante sube porque el agua está saliendo de hojas y pétalos. Un alféizar cálido con algo de movimiento de aire te da color en un par de horas; un armario fresco y oscuro casi no te da nada en toda la noche.

Paso 5 — Pide la predicción y revisa a las dos horas

Que tu hijo dibuje qué parte de la flor se va a poner azul primero. Casi todos predicen el centro; el color en realidad aparece primero en las venas y en los bordes de los pétalos. Revisen a las 2, 4 y 24 horas, fotografiando cada vez junto al control.

Paso 6 — Corta el apio de través y busca el anillo

Después de 2 a 4 horas, corta 1 cm del fondo de un tallo teñido y mira la cara del corte. Deberías ver una media luna o un anillo de puntitos de color, normalmente entre 8 y 15, hacia el lado curvo exterior. Corta otra vez más arriba, y otra vez más arriba, y vean hasta dónde llegó el color.

Lo que deberías ver: Color tenue en las venas del clavel en 2 a 6 horas en un lugar cálido y luminoso, que se convierte en un borde azul claro en el margen de los pétalos a las 24 horas. Puntos del apio coloreados en 2 a 4 horas y color visible 15 o 20 cm arriba del tallo al día siguiente. La pulpa verde pálida del apio va a seguir pálida. Eso no es una falla: es el resultado.

Qué está pasando en realidad

Las plantas tienen dos sistemas de transporte separados. El xilema lleva agua y minerales disueltos hacia arriba, de las raíces a las hojas. El floema lleva los azúcares hechos en las hojas a donde la planta los necesite, en cualquier dirección. Tu colorante viaja por el xilema, y los puntos de color del corte de apio son haces vasculares, cada uno con xilema junto a floema y fibras estructurales. Esos son los hilos que uno le arranca a un tallo de apio.

La fuerza que lo mueve no es una bomba: una flor cortada no tiene raíces y aun así funciona. El agua se evapora de hojas y pétalos, y cada molécula que se va jala a las de atrás; como el agua se adhiere fuerte a sí misma por puentes de hidrógeno, la columna de cada vaso de xilema se comporta como una cuerda bajo tensión y no como un líquido empujado. Dixon y Joly lo plantearon en 1895 en las Philosophical Transactions of the Royal Society, y la revisión de Melvin Tyree de 1997 concluye que el mecanismo de cohesión-tensión se sostiene. El motor está arriba.

Eso explica el detalle que casi todos entienden mal sobre dónde aparece el color. El colorante viaja con el agua, pero el agua se va como vapor y las moléculas de colorante no pueden. Así que el colorante se concentra donde la evaporación es mayor, que en un pétalo es el margen exterior delgado. Por eso un clavel teñido termina con un borde intenso y no con una flor teñida de forma uniforme, y es una predicción genuinamente satisfactoria de hacer por adelantado.

También explica la regla del corte fresco: al cortar un tallo puede entrar aire a los vasos abiertos, y las burbujas bloquean la columna porque la tensión no se transmite por un gas. Y una palabra honesta sobre el apio: su pulpa es parénquima, donde el colorante apenas entra, así que un tallo teñido no se vuelve rojo como sugieren los diagramas. El color se queda en los haces, visible como puntos en el corte y como líneas tenues en las aristas. Los tutoriales que prometen un apio escarlata están exagerando.

Cómo explicárselo a tu hijo

De 5 a 8 años: la flor tiene popotes por dentro

Cuéntale que el tallo está lleno de popotes diminutos, demasiado delgados para verse, que van del fondo hasta la punta de cada pétalo. El agua de color sube por los popotes. Después corta el apio de través y déjalo contar los puntos. Cada punto es un montón de popotes, y eso es la tubería de la planta vista de frente.

De 9 a 12 años: nada está bombeando

Dale primero el acertijo: esta flor no tiene raíces, ¿entonces qué está moviendo el agua? Y después la respuesta: el agua que se evapora de los pétalos jala al resto detrás de ella. Presenta xilema y transpiración. Luego monten la versión del tallo partido, que nunca falla en impresionar, y que explique por qué cada mitad de la flor agarra un color distinto.

De 13 en adelante: tensión, cavitación y comportamiento de trazador

Dale cohesión-tensión en serio, incluido que el agua está bajo presión negativa. Después presenta la cavitación: una burbuja formada en un vaso bajo tensión rompe esa columna para siempre. Pregúntale qué implica eso para árboles altos en sequía, y qué le dice el frente de color sobre el flujo de agua y qué no.

La pregunta que debes hacer: “Si paráramos un clavel en colorante en un lugar cálido con brisa y otro idéntico en colorante dentro de una bolsa de plástico cerrada, ¿cuál se coloraría más rápido, y por qué?”

¿Y en América Latina?

Aquí hay una ventaja local que vale aprovechar: Colombia y Ecuador están entre los mayores exportadores de flores del mundo, así que los claveles y las rosas blancas son bastante baratos en Bogotá, Medellín, Quito y buena parte de la región, sobre todo en los mercados mayoristas o en los días alrededor del Día de la Madre, cuando sobra producto. Un clavel blanco cuesta poco y es la flor que mejor funciona para este experimento, mejor que la rosa. El colorante vegetal se consigue en cualquier repostería, y el de gelatina sirve igual; si no lo encuentras, el agua de Jamaica cargada o el jugo de betabel se mueven por el tallo pero quedan mucho más pálidos.

El clima manda la velocidad. En Lima, Bogotá o el norte de Chile, el aire seco acelera la transpiración y el color sube rápido. En Guayaquil, Barranquilla o cualquier ciudad cálida y húmeda el proceso se vuelve más lento y la flor se marchita antes: pon el vaso donde haya corriente de aire y cambia el agua coloreada a las 24 horas. Para el currículo, esto cubre los contenidos de transporte en plantas de la SEP, del Mineduc y de los Núcleos de Aprendizajes Prioritarios.

Por qué enseñar esto temprano vale la pena

Los sistemas de transporte en plantas están en todos los programas de ciencias y casi siempre se enseñan como un diagrama con etiquetas. Este experimento convierte el diagrama en algo que el niño cortó y contó. Saber que los puntos de un tallo de apio son las mismas estructuras que las venas de una hoja y los anillos de un tronco es el tipo de conexión que hace que un tema entero se sostenga. Y deja una intuición correcta para después: “estructura y función” es uno de los conceptos transversales del Framework for K-12 Science Education, y este es un ejemplo limpísimo de tubos angostos, agua cohesiva y evaporación en el extremo levantando agua 30 metros sin partes móviles.

Sé honesto con la expectativa. Un clavel teñido no le va a cambiar las notas a nadie, y nada de lo citado aquí dice lo contrario. Lo que hace es volver legible el próximo diagrama, porque ya tuvo la cosa real en las manos.

Antes de empezar: lo que los papás deben saber

Mejor edad	De 5 años en adelante para la flor, de 8 para el corte transversal y la versión del tallo partido.
Supervisión	El adulto hace todos los cortes. Los tallos de apio y de flor piden cuchillo filoso y tabla firme.
Peligros reales	El cuchillo. Fuera de eso, el colorante mancha la piel por un día o dos y las mesadas de forma permanente, así que trabaja sobre una bandeja. El apio es alérgeno declarado en varios países.
No hagas esto	No se come el apio teñido ni sus hojas. El colorante es de uso alimenticio, pero el tallo estuvo parado en agua abierta a temperatura ambiente un día entero, y así no se maneja un alimento fresco.

Cuando no funciona

• No hay color después de un día. Casi siempre es la concentración. Treinta gotas en 150 ml, no cinco. Que el agua parezca tinta, y vuelve a intentarlo con un corte diagonal fresco.
• La flor se marchita antes de que pase algo. El corte se selló antes de llegar al agua, o el vaso se secó. Corta 2 cm del tallo bajo el chorro de agua y vuélvelo a meter de inmediato.
• El color sube por el apio pero el tallo se ve igual. Correcto: necesitas el corte transversal. Corta 1 cm del fondo y mira la cara del corte buscando los puntos, y después corta más arriba para seguir el frente.
• El resultado sale pálido y parejo. Usaste colorante amarillo o verde, los dos débiles en tejido vegetal. El azul da el mayor contraste contra pétalos blancos, el rojo en segundo lugar.

Para llevarlo más lejos

Parte el tallo y usa dos colores. Pon dos vasos lado a lado, cada uno con un colorante fuerte distinto. Parte a lo largo los últimos 10 cm del tallo de un solo clavel con un cuchillo y mete cada mitad en un vaso. En 24 a 48 horas tienes una flor de dos tonos, lo que demuestra que los haces del tallo son canales separados y no una sola tubería compartida.

Cronometra el frente y saca una velocidad. Marca el tallo cada 2 cm, córtalo cada hora y anota hasta dónde llegó el color. Distancia entre tiempo te da una velocidad de savia en centímetros por hora, y comparar un lugar con brisa contra uno quieto muestra la transpiración manejando la tasa. Combínalo con el experimento de transpiración embolsando una hoja y con el de fotosíntesis con burbujas.

Qué observar en los próximos 3 meses

• Semana 4: Le arranca los hilos a un tallo de apio en la cena y los nombra. Usar el vocabulario en la mesa es la señal de que quedó.
• Mes 2: Nota las venas de una hoja y las señala como el mismo sistema, no solo como un dibujo.
• Mes 3: Pregunta cómo llega el agua a la punta de un árbol alto, o por qué las flores cortadas duran más si les vuelves a cortar el tallo. Las dos tienen respuesta real y la segunda sirve de inmediato.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el color se junta en los bordes del pétalo?

Porque el agua se va como vapor y el colorante no puede. La evaporación es más rápida en el margen delgado del pétalo, así que el agua sigue llegando y sigue saliendo mientras el colorante se queda y se acumula.

¿La versión del apio funciona de verdad?

Sí, pero no como sugieren las fotos. El colorante viaja por los haces vasculares, que se ven como puntos de color en un corte transversal, mientras la pulpa pálida alrededor se queda pálida. Si esperas un tallo rojo, vas a creer que falló.

¿Qué tan rápido debería subir el colorante?

En un lugar cálido, luminoso y con algo de brisa, espera color visible en las venas del clavel en 2 a 6 horas y un avance de 10 a 20 cm por el apio en un día. En aire fresco, quieto y húmedo puede ser tres o cuatro veces más lento, porque la transpiración es el motor.

¿Por qué los floristas cortan los tallos en diagonal y bajo el agua?

Por la misma razón: evitar que entre aire al xilema. Las burbujas rompen la columna de agua porque la tensión no se transmite por un gas, y un tallo sellado deja de absorber. Tu experimento depende exactamente de la misma física.

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Sobre el autor

Ricky Flores es el fundador de HiWave Makers e ingeniero eléctrico con más de 15 años de experiencia desarrollando tecnología de consumo en Apple, Samsung y Texas Instruments. Escribe sobre cómo los niños aprenden a construir, pensar y crear en un mundo saturado de tecnología. Lee más en hiwavemakers.com.

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Fuentes

1. Dixon, H. H., & Joly, J. (1895). “On the ascent of sap.” Philosophical Transactions of the Royal Society of London (B), 186, 563–576. https://doi.org/10.1098/rstb.1895.0012
2. Tyree, M. T. (1997). “The Cohesion-Tension theory of sap ascent: current controversies.” Journal of Experimental Botany, 48(10), 1753–1765. https://doi.org/10.1093/jxb/48.10.1753
3. US Geological Survey Water Science School. “Evapotranspiration and the Water Cycle.” https://www.usgs.gov/special-topics/water-science-school/science/evapotranspiration-and-water-cycle
4. National Research Council. (2012). A Framework for K-12 Science Education. National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13165
5. Alfieri, L., Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). “Does discovery-based instruction enhance learning?” Journal of Educational Psychology, 103(1), 1–18. https://doi.org/10.1037/a0021017
6. White, R., & Gunstone, R. (1992). Probing Understanding. Londres: Falmer Press.