Buzo de botella

Qué va a aprender

• Que un objeto flota o se hunde según pese más o menos que el agua que desplaza (Arquímedes).
• Que el aire se puede comprimir y el agua prácticamente no.
• Que la presión que haces con las manos se transmite a toda el agua de la botella, también al buzo (Pascal).
• Cómo un submarino o un pez cambian su flotabilidad metiendo o sacando aire.
• Que ajustar algo «al límite» (que apenas flote) es la clave para que funcione.

Prepara antes

• Quita la etiqueta de la botella y lávala: debe verse bien el buzo.
• Consigue 3–4 sobres distintos (bares, bandejas de comida a domicilio) para poder elegir.
• Imprime la escala de profundidad B al 100 %.
• Haz tú la prueba del vaso con un sobre antes de la sesión para saber si hace falta añadir clip.

Materiales y herramientas

• Botella de plástico con tapa — 1
  de agua mineral, 1,5 l o 0,5 l, paredes lisas y blandas, sin etiqueta y con tapa que cierre bien
• Sobres de kétchup — 3–4 (para elegir el mejor)
  monodosis de 9–12 g, sin pinchazos; el que tenga una burbuja de aire que se note al tocarlo
• Agua del grifo — 1,5 l + un vaso para pruebas
  a temperatura ambiente
• Clips metálicos — 4–5
  pequeños, de 28 mm (≈ 0,5 g cada uno)
• Cinta adhesiva — 10 cm
  transparente, para sujetar los clips al sobre
• Pajita de plástico doblable — 1 (buzo alternativo)
  Ø 6 mm, de plástico (las de papel se empapan)
• Plastilina — una bolita de 1–2 g
  para ajustar el peso del buzo de pajita
• Vaso alto transparente — 1
  de 300 ml o más, para la prueba de flotación

Herramientas

• Tijeras — cortar la pajita y la escala
• Bandeja o fregadero — trabajar encima: al llenar la botella hasta rebosar se derrama agua
• Jarra con pico — llenar la botella hasta el borde

Piezas y plantillas

• A · Buzo de pajita (alternativa) ×1 — pajita de plástico Ø 6 mm
• B · Escala de profundidad ×1 — papel

Paso a paso

1. Prepara la botella

   Quita la etiqueta de una botella de agua de 1,5 l o 0,5 l y lávala. Comprueba que la tapa cierra bien apretándola llena de agua boca abajo sobre el fregadero.

   Comprueba: No debe gotear ni una gota por la tapa.

2. Prueba los sobres en un vaso

   Llena un vaso alto con agua y suelta dentro cada sobre de kétchup. Observa cómo queda: hundido, flotando muy alto o flotando con solo una esquina fuera.

   Comprueba: El sobre ideal flota con solo 1–3 mm asomando por encima del agua.

3. Elige o ajusta el sobre

   Si un sobre se hunde, descártalo. Si flota mucho (asoma más de 3 mm), pega un clip en su borde inferior con un trozo de cinta adhesiva de 2 cm y vuelve a probarlo en el vaso.

   Truco: Añade los clips de uno en uno. Si con un clip se hunde, quítalo y pega en su lugar una bolita de plastilina más pequeña (de 0,2–0,3 g, como una lenteja) o usa un clip más pequeño; no intentes cortar el clip, hace falta un alicate.

4. Llena la botella

   Coloca la botella en el fregadero o en una bandeja y llénala con la jarra hasta 2 cm del borde. Deja el agua reposar 1 minuto para que suban las burbujas.

5. Mete el buzo

   Enrolla el sobre a lo largo con suavidad, como un tubo, sin aplastar la burbuja de aire, e introdúcelo por la boca de la botella. Dentro se desenrolla solo y sube.

   Truco: Si no pasa por la boca, usa una botella de boca ancha (de zumo o de batido) o el buzo de pajita A.

6. Rellena hasta rebosar

   Termina de llenar la botella hasta que el agua llegue al borde mismo y forme una gotita curva encima. Así no queda aire bajo el tapón.

   Comprueba: El buzo flota arriba, rozando la superficie.

7. Cierra fuerte

   Enrosca el tapón con fuerza; puede rebosar un poco de agua, es normal. Seca la botella por fuera para que no resbale en las manos.

   Comprueba: Si queda una burbuja de aire bajo el tapón mayor que un garbanzo, abre, rellena y vuelve a cerrar.

8. Aprieta y suelta

   Agarra la botella con las dos manos por el centro y apriétala con fuerza. El buzo debe bajar hasta el fondo. Suelta poco a poco: el buzo vuelve a subir.

   Comprueba: En una botella de 1,5 l basta un apretón firme con las dos manos; en una de 0,5 l, con una sola mano.

9. Ajuste fino

   Si al apretar con toda la fuerza el buzo no baja, hay que añadir un clip; si se queda en el fondo al soltar, hay que quitar uno. Para sacar el sobre, abre la botella, vierte agua en el fregadero hasta que el sobre quede a 3–4 cm de la boca y sácalo pinzándolo con la pajita doblada en V (o con dos dedos si la boca es ancha); dentro se ha desenrollado, así que vuelve a enrollarlo para meterlo. Repite hasta que baje con un apretón medio y vuelve a rellenar hasta rebosar antes de cerrar.

   Truco: Cuanto más justo esté (casi hundido en reposo), menos fuerza hace falta y más fácil es controlarlo.

10. Haz el buzo de pajita

    Corta 100 mm de pajita, dóblala en U y une las puntas con un clip. Pega bajo el clip una bolita de plastilina de 1 g y prueba en el vaso: ajusta la plastilina hasta que el doblez asome 2–3 mm.

    Comprueba: Al apretar la botella verás cómo entra agua en las patas de la pajita y la burbuja se acorta.

11. Pega la escala y practica

    Pega la escala B por fuera de la botella con el 0 a la altura del agua bajo el tapón. Intenta parar el buzo en el 10 cm aflojando la presión justo cuando llegue.

    Truco: Afloja un poco antes de que llegue a la marca: el buzo tiene inercia y además, cuanto más baja, más tiende a hundirse.

¿Funciona? La prueba

Con la botella cerrada y el buzo ajustado, apriétala con fuerza creciente y luego suelta. Después intenta dejarlo quieto a la altura de la marca de 10 cm de la escala B durante el mayor tiempo posible.

Qué debe pasar: El buzo baja en 1–3 s con un apretón firme y sube en 1–2 s al soltar. Mirando de cerca, la burbuja del sobre (o de la pajita) se ve encogerse al apretar. Mantenerlo quieto a media altura cuesta: con práctica se consigue 3–10 segundos.

Si algo falla

• Por mucho que apriete, el buzo no baja — El buzo flota demasiado (mucho aire o poco peso), o hay aire bajo el tapón que absorbe la presión. Solución: Añade un clip y rellena la botella hasta el borde antes de cerrar. Comprueba de nuevo que en el vaso asoma solo 1–3 mm.
• El buzo se queda en el fondo aunque no apriete — Pesa demasiado o el sobre ha perdido aire (pinchado). Solución: Quita un clip. Si sigue hundido, prueba otro sobre: si el sobre está pinchado, se llena de agua y no tiene arreglo.
• El sobre no entra por la boca de la botella — La boca de una botella normal mide unos 21 mm por dentro. Solución: Enróllalo a lo largo sin apretar la burbuja, usa una botella de boca ancha o el buzo de pajita A.
• Ninguno de mis sobres flota — Las salsas densas (soja, barbacoa) y los sobres sin aire se hunden. Solución: Prueba con mostaza o kétchup. También puedes disolver 2 cucharadas de sal en el agua de la botella: el agua salada es más densa y empuja más.
• Al principio funciona y al cabo de un rato ya no baja — El agua se ha calentado en tus manos (el aire se dilata) o se ha escapado algo de agua. Solución: Abre, rellena hasta el borde con agua fría y vuelve a cerrar.
• El buzo de pajita pierde su burbuja — El clip no cierra bien las puntas o la pajita se ha desdoblado y el aire sale. Solución: Dobla la pajita con un pliegue marcado y engancha el clip en las dos patas a 5 mm del final.

Seguridad

• Los sobres de salsa no se abren ni se chupan después del experimento: tíralos al contenedor amarillo al terminar.
• Clips, tuercas y plastilina son piezas pequeñas: fuera del alcance de menores de 3 años.
• Trabaja sobre el fregadero o una bandeja: el agua derramada en el suelo hace resbalar.
• No uses botellas de vidrio: al apretar o caerse pueden romperse.

La ciencia detrás

Para los niños

El buzo lleva dentro una burbujita de aire que funciona como un flotador. Cuando aprietas la botella, empujas el agua, y el agua empuja la burbuja y la hace más pequeña, porque el aire se deja apretar como una esponja. Con un flotador más pequeño, el buzo ya no puede flotar y baja. Cuando sueltas, la burbuja vuelve a hincharse y el buzo sube. Los submarinos hacen lo mismo: meten agua o aire en unos depósitos para bajar o subir.

Para el adulto

Un cuerpo sumergido recibe un empuje igual al peso del agua que desaloja (Arquímedes). El buzo está ajustado para que su densidad media sea apenas inferior a 1 g/cm³ gracias a la pequeña bolsa de aire que contiene. Al apretar la botella, el agua, prácticamente incompresible, transmite el aumento de presión a todo el volumen (Pascal); en una botella de PET llena, un apretón firme sube la presión unos 10–30 kPa (0,1–0,3 atm). Según la ley de Boyle (p·V = constante a temperatura fija), la bolsa de aire se reduce en la misma proporción (un 10–25 %): el volumen total del buzo baja, el empuje disminuye y su peso, que no cambia, le hace hundirse. Por eso el ajuste es crítico: si el buzo flota con mucha reserva, la reducción de volumen que consigues con las manos no basta. El equilibrio a media altura es inestable: al descender, la presión hidrostática aumenta (1 kPa cada 10 cm), la burbuja se encoge algo más y el buzo se vuelve aún más pesado; al subir ocurre lo contrario. Por eso mantenerlo quieto exige corregir continuamente la presión de la mano, igual que un submarino real usa sus tanques de lastre y timones de profundidad.

• flotabilidad: la capacidad de algo para flotar; si sube o baja en el agua.
• empuje: la fuerza hacia arriba que el agua hace sobre lo que está dentro de ella.
• compresión: hacer más pequeño un gas apretándolo.
• presión: cuánta fuerza se hace sobre cada trocito de superficie.
• lastre: peso que se añade para que algo se hunda lo justo (aquí, el clip).

Por edades

• 5–7 años: El adulto ajusta el buzo; el niño lo mete, cierra y lo maneja con una botella de 0,5 l. Habla de «la burbuja-flotador» que se hace pequeña.
• 8–10 años: Hacen ellos la prueba del vaso y ajustan los clips. Comparan sobre y pajita y explican con sus palabras por qué baja.
• 11–12 años: Relacionan con Arquímedes y Boyle. Miden cuántos clips hacen falta y calculan la masa añadida (≈ 0,5 g cada uno). Reto: el récord de buzo quieto y explicar por qué el equilibrio es inestable.

En grupo o en clase

Parejas con 1 botella de 0,5 l, 2 sobres o una pajita, 3 clips y plastilina. Una estación común con 3–4 vasos de prueba y una jarra. Trabajar sobre bandejas o en el patio. Duración: 30 min (5 demostración, 15 ajuste y montaje, 10 competición de buzo quieto con la escala B). Ten sobres de repuesto: alguno vendrá pinchado.

Retos

• Consigue que tu buzo se quede quieto más de 10 segundos en la marca de 10 cm.
• Haz un buzo que baje solo cuando metes la botella en la nevera y vuelva a subir al sacarla (piensa qué le pasa al aire con el frío).
• Mete tres buzos ajustados de forma distinta y hazlos bajar uno a uno, como un ascensor.
• Fabrica un buzo con forma de submarino de plastilina alrededor de una pajita y decóralo con rotulador permanente.
• Usa agua salada en una botella y dulce en otra con el mismo buzo: ¿en cuál cuesta más hundirlo?

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