¿Quién la está aplastando? El misterio científico de por qué la botella de plástico se hunde con un “¡crac!” (presión atmosférica)

En una habitación tranquila y vacía, una botella de plástico que está sobre la mesa de repente hace un fuerte «¡PUM!» y se aplasta…… ¿Alguna vez has presenciado una escena así, como si un gigante invisible hubiera agarrado la botella y la hubiera estrujado con todas sus fuerzas?

A primera vista podría parecer un fenómeno sobrenatural, pero en realidad, ¡es una demostración espectacular de la «fuerza del aire» que nos rodea constantemente! En esta ocasión vamos a realizar un experimento muy sencillo, utilizando objetos que podemos encontrar en casa, para experimentar en primera persona el enorme poder de esa fuerza invisible: la «presión atmosférica».

«¿Quién la ha aplastado?» El curioso experimento de la botella que se hunde

Para este experimento necesitaremos cosas que prácticamente podemos encontrar en cualquier casa.

【Materiales】 ・Una botella de plástico (se recomienda una de entre 500 ml y 1 L) ・Agua caliente (debe estar muy caliente, recién hervida)

【Procedimiento】

1. Primero, prepara una botella de plástico vacía.

2. Vierte una pequeña cantidad de agua muy caliente, recién hervida, en la botella. (Con suficiente agua para cubrir el fondo de la botella será suficiente. Ten mucho cuidado para evitar quemaduras y asegúrate de que este paso lo realice un adulto.)

3. Cierra la botella con el tapón y agítala suavemente. Después, abre inmediatamente el tapón y tira el agua.

4. Justo después de vaciar el agua, cierra rápidamente el tapón con fuerza.

5. Coloca la botella sobre la mesa y observa durante un rato qué sucede.

¡Es realmente sorprendente! Podrás ver cómo la botella empieza a aplastarse por sí sola, sin que nadie la toque.

Y de repente… ¡PUM!

Entonces, ¿quién está aplastando la botella? Después de un rato, podrás ver cómo la botella se hunde hacia dentro mientras hace «¡PUM! ¡PUM!». Parece que alguien invisible la estuviera estrujando con las manos. ¡Seguro que los niños abrirán los ojos como platos al verlo!

¡Se desvela el misterio científico! El culpable era la «presión atmosférica»

El responsable de este curioso fenómeno es, sin duda, la «presión atmosférica». Pero ¿qué está ocurriendo exactamente? Vamos a explicarlo en tres sencillos pasos.

1. El agua caliente expulsa el aire del interior de la botella

Cuando introducimos agua caliente, el aire que hay dentro de la botella se calienta, se expande y sale al exterior. Además, una parte del agua se convierte en vapor de agua, de modo que el interior de la botella queda lleno de vapor.

2. Al cerrar la botella, la presión en su interior disminuye

Una vez cerramos el tapón, el vapor de agua del interior comienza a enfriarse y vuelve a convertirse en agua líquida. Cuando un gas pasa a estado líquido, su volumen disminuye drásticamente (¡aproximadamente hasta 1/1700 de su volumen!). Como consecuencia, la presión del aire dentro de la botella cae rápidamente. A este fenómeno lo llamamos «cambio de estado».

3. La botella no puede resistir la fuerza exterior y se aplasta

A nuestro alrededor actúa constantemente una enorme fuerza causada por el peso del aire: la «presión atmosférica». La presión exterior sigue siendo elevada, mientras que la presión del interior de la botella ha disminuido. Por eso, la botella ya no puede soportar la fuerza que ejerce el aire desde el exterior y termina siendo aplastada.

¡Impresionante! El poder del aire capaz de aplastar un bidón metálico en un instante

Entre los experimentos a gran escala que algún día me gustaría realizar hay uno muy famoso: aplastar un bidón metálico utilizando la presión atmosférica.

En este vídeo, el experimento se realiza delante de un grupo de niños de primaria. Es muy divertido ver cómo el resistente bidón tarda en aplastarse y los niños empiezan a impacientarse preguntando: «¿Todavía no? ¿Todavía no?». Y verlos echando agua con todas sus fuerzas para enfriarlo rápidamente y reducir la presión es, en sí mismo, un magnífico ejemplo de «ciencia en acción».

Este fenómeno funciona justo de forma «opuesta» a lo que ocurre con una bolsa de aperitivos que se hincha cuando la llevamos a una montaña. En una sola botella de plástico se concentran conceptos fundamentales de la ciencia como la presión atmosférica, la presión, el movimiento térmico y los cambios de estado. ¡Aprovecha este sorprendente fenómeno como punto de partida para explorar el fascinante mundo de la ciencia junto con tus hijos!

・El sitio web especial de «Cuaderno de repaso de física de bachillerato para adultos» (Kodansha) está disponible aquí.