Fuente de refresco y caramelos

Qué va a aprender

• Que los refrescos llevan gas (CO₂) disuelto a presión y que al abrir la botella ese gas quiere salir, pero necesita «sitios» donde formar burbujas.
• Qué es la nucleación: la superficie rugosa del caramelo ofrece millones de puntos donde nacen burbujas a la vez.
• Que el gas formándose de golpe dentro de la botella empuja el líquido por el cuello estrecho como una boquilla.
• A diseñar un ensayo justo: cambiar solo una variable (tipo de refresco, temperatura, número de caramelos) y medir la altura.
• A medir alturas de forma indirecta con una pared marcada o un vídeo a cámara lenta.

Prepara antes

• Deja la botella de refresco 2 horas fuera de la nevera para que esté a temperatura ambiente, y no la agites en el transporte.
• Imprime al 100 % la plantilla del tubo A y la tarjeta B. Pega la tarjeta sobre cartulina gruesa si tu papel es fino.
• Busca un sitio exterior con suelo llano y duro (patio, terraza, campo de tierra), lejos de coches, ventanas y personas ajenas. Ten en cuenta el viento: el chorro se desvía.
• Marca con tiza o cuerda un círculo de 3 m de radio alrededor del punto donde irá la botella.
• Si vas a medir la altura, elige una pared o una farola junto a la que colocar la botella y marca con cinta de pintor cada 50 cm hasta 3 m.

Materiales y herramientas

• Refresco de cola light o zero — 1 botella de 2 litros comprar
  sin abrir, a temperatura ambiente (20–25 °C), sin agitar
• Caramelos Mentos — 7 (medio rollo de 14) comprar
  Mentos de menta o fruta clásicos con recubrimiento (no los de chicle ni los blandos)
• Hoja de papel — 1 (plantilla A)
  folio de 80 g
• Tarjeta o cartulina rígida — 1 (plantilla B)
  60 × 90 mm, de cartulina de 200–300 g o una tarjeta de visita vieja
• Cinta adhesiva — 2 trozos de 8 cm
  para cerrar el tubo
• Cinta métrica o tiza — 1
  para marcar el círculo de seguridad de 3 m y medir la altura
• Gafas de protección — 1 para quien suelta los caramelos
  de bricolaje o de natación

Herramientas

• Tijeras — recortar la plantilla del tubo y la tarjeta
• Móvil con cámara lenta (opcional) — grabar el chorro para medir la altura máxima
• Manguera o cubo con agua — limpiar el suelo después

Piezas y plantillas

• A · Tubo cargador de caramelos ×1 — papel 80 g
• B · Tarjeta-compuerta ×1 — cartulina 250 g o tarjeta de visita

Paso a paso

1. Prepara el tubo

   Recorta la plantilla A (90 × 110 mm). Apila 7 Mentos, enrolla el papel alrededor a lo largo de los 110 mm sin apretar y pega la solapa con 2 trozos de cinta. Saca los caramelos.

   Comprueba: Inclina el tubo: los 7 caramelos deben deslizarse dentro y fuera sin atascarse. Si se atascan, vuelve a enrollar 1–2 mm más ancho.

2. Prepara la tarjeta

   Recorta la tarjeta B (90 × 60 mm). Si es de papel fino, pégala sobre cartulina gruesa o una tarjeta de visita para que no se doble al tirar.

3. Marca la zona segura adulto

   En el exterior, sobre suelo llano y duro, marca con tiza o cuerda un círculo de 3 m de radio. Solo entra en el círculo quien suelta los caramelos, y con gafas puestas.

   Comprueba: No hay coches, ventanas abiertas ni personas dentro del círculo; el viento sopla poco.

4. Coloca la botella

   Pon la botella de 2 l de cola light derecha en el centro, sobre el suelo firme, sin agitarla. Si quieres medir la altura, colócala a 30 cm de la pared marcada cada 50 cm.

   Truco: Si el suelo no es llano, calza la base con 4 piedras planas alrededor: la botella no debe bambolearse.

5. Destapa con cuidado

   Desenrosca el tapón despacio, en 2–3 segundos, para que el gas salga poco a poco. Sal del círculo, deja el tapón en el suelo fuera de él y vuelve a la botella: nunca se vuelve a poner con los caramelos dentro.

6. Carga el tubo

   Pon la tarjeta B sobre la boca de la botella, con el círculo guía encima de la boca. Coloca el tubo encima, justo sobre el círculo, y mete los 7 Mentos por arriba uno a uno.

   Comprueba: El tubo está vertical y centrado sobre la boca; los caramelos descansan sobre la tarjeta.

7. Prepárate para soltar

   Sujeta el tubo con una mano por la parte de arriba y agarra la tarjeta con la otra por el extremo «TIRA DE AQUÍ». Colócate de lado, sin la cara encima de la botella. El adulto cuenta: tres, dos, uno.

8. Suelta y retrocede

   Tira de la tarjeta en horizontal de un solo golpe: los caramelos caen todos juntos. Suelta el tubo y retrocede corriendo hasta salir del círculo de 3 m (tienes 1 segundo).

   Truco: El tubo no cabe por la boca (por dentro mide ≈ 23 mm y la boca 21,5 mm): si lo sueltas, se queda apoyado sobre ella o el chorro lo lanza. No intentes recogerlo hasta que pare la espuma.

9. Observa y mide

   Mira la altura máxima del chorro contra las marcas de la pared o graba en cámara lenta. Cronometra cuánto dura el chorro (suele ser 3–5 s) y anota cuánto refresco queda en la botella.

10. Limpia

    Espera a que pare de salir espuma. Tira el refresco que queda (no se bebe: lleva restos de caramelo y suciedad), echa la botella al contenedor amarillo y aclara el suelo con un cubo de agua o la manguera.

¿Funciona? La prueba

Botella de 2 l de cola light a 20–25 °C, 7 Mentos soltados de golpe, junto a una pared marcada cada 50 cm o grabado en cámara lenta.

Qué debe pasar: El chorro sale en menos de 1 s, alcanza 2–4 m de altura y dura 3–5 s. En la botella queda solo un tercio o menos del refresco.

Si algo falla

• Solo sale un poco de espuma que rebosa — Refresco abierto de antes o agitado (ha perdido gas), o los caramelos cayeron de uno en uno. Solución: Usa una botella sin abrir y suelta los 7 caramelos a la vez tirando de la tarjeta de golpe.
• Los caramelos se atascan en el tubo o en el cuello — Tubo demasiado estrecho o caramelos ligeramente húmedos. Solución: Enrolla el tubo 1–2 mm más ancho; manipula los caramelos con las manos secas y no los cargues antes de tiempo.
• La espuma salta antes de tiempo y moja la tarjeta — El tubo no está bien apoyado y caen caramelos antes de tirar. Solución: Comprueba que la tarjeta cubre toda la boca y que el tubo está centrado sobre el círculo guía.
• La botella se vuelca — Suelo irregular o blando. Solución: Suelo llano y duro; calza con piedras planas o pon la botella dentro de un tiesto o un cubo bajo.
• El chorro sale torcido — Viento o botella inclinada. Solución: Ponte de espaldas al viento, en un rincón protegido, y comprueba que la botella está vertical.
• Queda todo pegajoso — Refresco normal con azúcar. Solución: Usa cola light o zero, o hazlo en el césped y riega después.

Seguridad

• Siempre en el exterior, con un círculo de seguridad de 3 m sin personas, coches ni ventanas.
• Nunca se vuelve a poner el tapón con los caramelos dentro: la presión puede reventar o disparar el tapón.
• Quien suelta los caramelos lleva gafas y no pone la cara encima de la botella.
• No se bebe el refresco que queda ni se comen caramelos y refresco a la vez en grandes cantidades: no es peligroso, pero sienta mal y no es parte del experimento.
• El suelo queda resbaladizo: aclara con agua y avisa antes de correr por la zona mojada.
• Los caramelos son pequeños: guarda el resto lejos de niños menores de 3 años.

La ciencia detrás

Para los niños

Dentro del refresco hay muchísimo gas escondido, como si estuviera dormido y apretado. Para salir y hacer burbujas, el gas necesita un sitio donde agarrarse, como cuando necesitas una escalera para subir. Los Mentos tienen la piel llena de agujeritos diminutos, y cada agujerito es una escalera. Al caer todos de golpe, el gas despierta a la vez en millones de sitios, se convierte en burbujas y no cabe en la botella: sale disparado por el cuello hacia arriba como una fuente.

Para el adulto

Una botella de refresco se llena con CO₂ disuelto a ≈ 3–4 bar; al abrirla, el líquido queda sobresaturado (contiene unas 3–4 veces más gas del que admitiría en equilibrio a 1 atm), pero formar una burbuja nueva cuesta energía por la tensión superficial, así que el gas sale despacio. Los Mentos tienen una superficie microscópicamente rugosa (recubrimiento de azúcar con microporos) que ofrece millones de puntos de nucleación heterogénea; además, su goma arábiga y la gelatina, junto con el aspartamo y el benzoato potásico del refresco light, reducen la tensión superficial y facilitan que crezcan las burbujas. Como los caramelos son densos y caen al fondo, la nucleación ocurre en toda la columna de líquido a la vez: la expansión de gas expulsa el líquido por el cuello de ≈ 21,5 mm, que actúa como tobera y lo acelera. Un refresco templado sale más alto porque la solubilidad del CO₂ disminuye con la temperatura (hay más gas «deseando» salir). No es una reacción química: el CO₂ ya estaba ahí; es un proceso físico de desgasificación.

• gas disuelto: gas mezclado dentro de un líquido sin que se vean burbujas.
• nucleación: el nacimiento de una burbuja en un punto donde el gas puede agruparse.
• sobresaturado: líquido que tiene más gas disuelto del que puede retener tranquilamente.
• tensión superficial: la «piel» del líquido que dificulta formar burbujas nuevas.
• presión: la fuerza con la que el gas empuja contra lo que lo rodea.

Por edades

• 5–7 años: El adulto carga y suelta los caramelos; el niño ayuda a enrollar el tubo, marca el círculo con tiza y observa desde fuera del círculo. Idea clave: «el refresco tiene gas escondido y el caramelo le ayuda a salir».
• 8–10 años: Hacen todo con supervisión. Que comparen dos botellas cambiando solo una cosa y midan la altura en la pared.
• 11–12 años: Diseñan un ensayo con 3 variables y repeticiones, miden con vídeo y hacen una gráfica. Reto: medir el CO₂ perdido pesando la botella antes y después (diferencia de masa).

En grupo o en clase

Como demostración al aire libre: 4–6 botellas para toda la clase, cada una lanzada por un equipo distinto que cambia una variable (light/normal, fría/templada, 3/7 caramelos). Prepara antes los tubos y tarjetas (uno por equipo) y marca en el patio una zona de lanzamiento con círculo de 3 m y una pared o poste con marcas cada 50 cm. Sesión de 30–40 min: 10 min de explicación y predicciones, 20 min de lanzamientos, 10 min para comparar resultados en la pizarra.

Retos

• Diseña una boquilla (un tapón agujereado de 6–8 mm, preparado por un adulto) que haga el chorro más alto, y compárala sin boquilla.
• Consigue el chorro más alto con una botella de 1,5 l cambiando solo la temperatura o el número de caramelos.
• Mide la masa de gas que se ha escapado pesando la botella antes y después.
• Busca otros objetos que formen espuma en el refresco (sal, azúcar, arena) y ordénalos de más a menos efecto.

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