Algo de historia

Una de las mayores sorpresas que me llevo es cuando escucho o leo en las noticias la posibilidad de habitar o conquistar otros astros, tales como Marte o la Luna. ¡Y es una sorpresa muy grande!, ya que tenemos que saber que nuestro cuerpo, su fisiología, está diseñada para vivir exclusivamente sobre nuestro planeta: una gravedad de 9.8 m/s², una presión atmosférica de 1 atm (760 mmHg), así como otras muchas cualidades únicas que nos permiten vivir con la libertad que todo ser vivo necesita. Como hemos planteado en la experiencia 12, parece que se nos olvida la imponente columna de aire que hay sobre nosotros.

A continuación, os planteamos una experiencia que alimenta la idea de la presencia de esta columna de aire y el flujo del mismo que define la dinámica atmosférica.

¿Qué necesitamos?

1. Dos botellas de refresco.
2. Agua.
3. Colorante alimentario.
4. Taladro y broca de 10 mm (opcional).

¿Cómo construirlo?

Lo primero que tenemos que hacer es fundir los dos tapones de las botellas en uno solo. En casa, tomamos una sartén y la llevamos a la cocina. Calentamos y, al notar un aumento importante de la temperatura sobre la superficie de la sartén, cogemos los tapones y los disponemos unos segundos en esa superficie caliente para fundir parcialmente el plástico. Rápidamente los juntamos haciendo una unión sólida. Podemos, si os da respeto esta metodología, unirlos con pegamento tipo cianoacrilato y potenciar el sellado con cinta americana. Tras tener los dos tapones unidos, le hacemos un agujero pasante con un taladro y broca de 10 mm (o mediante una barra de hierro a elevada temperatura). Finalmente, llenamos una botella con agua al completo, adicionamos un poco de colorante alimentario y disponemos el tapón doble. A este tampón doble, colocaremos la botella restante, tal y como se presenta en la figura 24.

¿Qué es lo que ocurre y cómo explicar lo ocurrido?

Ante los alumnos vamos a proponer una serie de preguntas para difundir el debate y explicar lo ocurrido (figura 25). En primer lugar, con la botella llena de agua en la zona baja, podemos preguntar si, al girar el sistema y poner la botella llena arriba, el agua caerá hacia abajo. La respuesta inminente del alumnado es sí, ya que han visto un agujero, la botella inferior está vacía y la gravedad hace su misión. Procedemos a dar la vuelta al sistema y comprobamos que no es posible. Y no es posible, ya que se nos olvida que el aire es materia (es decir, todo aquello que ocupa un volumen y dispone de masa). Dentro de la botella hay aire, que ocupa su litro y medio de volumen. Si el agua quiere entrar, el aire debe desplazarse. Y, ¿cómo hacerlo? Esa es la segunda pregunta. Ahí entra la concepción del torbellino. El agua es capaz de pasar de la botella de arriba a la de abajo dejando un paso natural por donde el aire de la de abajo llena la de arriba. La ascensión del aire empuja el agua hacia abajo y viceversa. Giramos la botella superior provista de agua y se generará el torbellino deseado. Estos cambios de presión son los que rigen nuestro pequeño huracán encerrado, pero, de igual modo, ocurre en la naturaleza cuando los escuchamos en la zona de América Central o los tifones en Japón.