¿Se hunden los barcos hasta el fondo del mar o llega un momento en que la presión les impide seguir bajando?


Terminamos esta semana con otro artículo dedicado a las curiosas características del agua y de sus efectos en la Tierra (si alguien quiere, puede recordar los artículos 1 y 2). Hoy presentamos otra pregunta relacionada con la densidad y la presión del agua: ¿Se hunden los barcos hasta el fondo del mar o llega un momento en que la presión les impide seguir bajando?

Como es lógico, cualquier objeto se hunde en el agua si es más denso que ella. La densidad del agua es de un gramo por centímetro cúbico, y las sustancias como la piedra o los metales son muchísimo más densos. Los barcos, aunque están construidos de grandes masas de acero, flotan porque en su interior están encerrados grandes espacios de aire. Como sabemos, si el barco sufre una brecha y empieza a entrar agua, el barco se hunde (lógico).

A medida que se hunde, empieza a soportar presiones cada vez mayores. En la superficie del océano, la presión es de sólo 1.034 gramos por centímetro cuadrado de superficie. Sin embargo, sólo diez metros más abajo, al peso de esa columna de agua se le añaden otros 1.034 gramos por centímetro cuadrado a la presión, y lo mismo para cada uno de los diez metros siguientes. Por supuesto, en las capas más profundas del océano se alcanza una presión increíble.

Sin embargo, estas presiones no tienen ningún efecto sobre el empuje hacia arriba que experimenta un objeto al hundirse. Sólo hay que fijarse un poco para darse cuenta de que la presión actúa en todas las direcciones por igual, hacia abajo, hacia arriba y lateralmente, de manera que el objeto sigue hundiéndose, sin hacer ningún caso del aumento de presión.

Pero hay otro factor. La presión comprime el agua y aumenta de esta forma su densidad (ya que la densidad es masa/volumen, el volumen se reduce pero la masa del agua sigue siendo la misma). En ese caso, ¿el agua podría hacerse tan densa que el objeto dejara de hundirse y quedará flotando determinado punto de las profundidades marinas?

Para nada. El efecto de compresión es muy pequeño. Incluso a una presión de 1 tonelada por centímetro cuadrado, la densidad del agua aumenta sólo de 1 a unos 1,05 gramos por centímetro cúbico. Teniendo en cuenta que la densidad del aluminio es 2,7 y la del acero 7,8 gramos por centímetro cúbico, los barcos metálicos se hundirían hasta el fondo de los abismos más profundos sin la menor posibilidad de flotar.

Pero pongamos el hipotético ejemplo de que el océano fuese más profundo aún. ¿Llegaría un momento en que una barra de aluminio (por ejemplo) alcanzase una profundidad máxima? La respuesta sigue siendo negativa.

Si los océanos tuviesen una profundidad de por ejemplo unos 68 kilómetros, la presión en el fondo alcanzaría unas 7 toneladas por centímetro cuadrado y la densidad del agua 1,3 gramos por centímetro cúbico. Pero para entonces el agua ya no sería líquida, sino que se convertiría en una curiosa sustancia sólida llamada "hielo VI" (el hielo VI es más denso que el agua, mientras que el hielo I, el hielo ordinario, es menos denso, podéis ver todos los tipos de hielo en la entrada de la Wikipedia sobre el hielo).

Así que, tenéis total seguridad de que el aluminio o cualquier otra sustancia de densidad mayor que 1,3 gramos por centímetro cúbico descenderían hasta cualquier profundidad oceánica mientras el agua siguiese siendo líquida, y si apuramos al máximo, iría a posarse sobre una superficie sólida que podría ser el fondo marino o ese hielo VI. Resumiendo, el agua ordinaria nunca puede hacerse suficientemente densa para hacer flotar al aluminio y mucho menos al acero.

Fuente

Cien preguntas básicas sobre la ciencia - Isaac Asimov - ISBN 978-84-206-3982-6

9 comentarios:

Dani dijo...

Muy bueno. Nunca me lo había planteado. El Busto de Palas no deja de sorprenderme. La serie que has creado sobre curiosidades relacionadas con el agua ha sido muy amena y atractiva de leer, cosa dificil en otros blog que son o demasiado académicos o muy poco rigurosos. Tú consigues la virtud intermedia. Y lo mejor de todo...CADA DÍA (o casi)

Saludos

Dani dijo...

Rectificación: me faltaban los paréntesis en el cometario anterior

(...) "cosa dificil en otros blog que son o demasiado académicos( y aburridos) o muy poco rigurosos (y entretenidos)" (...)

;-D

Kleiser dijo...

Vaya, con una excusa aparentemente inocente has tratado un tema muy interesante :D. Creo que este es de los artículos que mas me ha gustado.

Has nombrado el hielo VI, pero como es logico pensar también existen otros tipos de estado sólido del agua, cada uno de ellos asociados a un rango de temperaturas y presiones bastante reducido. Estamos acostumbrado a tratar con el hielo corriente porque hasta alcanzar presiones bastante altas es el único estado de agregación que existe, pero no debemos olvidarnos de que la naturaleza es mucho más compleja.

De nuevo mi enhorabuena. Saludos.

El Busto de Palas dijo...

Muchísimas gracias a todos, no me esperaba que recibierais tan bien este artículo, me alegro de que os guste.

@Dani: Gracias por tus palabras, intento hacer los artículos lo más accesibles que se pueda. Todavía carezco de los suficientes estudios y experiencia como para hacer divulgación por mí mismo desde cero, así que intento sintetizar de la mejor forma posible las ideas importantes de los libros/webs/documentales que voy leyendo, intentando darles un toque más personal, reduciendo lo que carece de importancia y aumentado lo que veo que no queda claro. De nuevo, muchísimas gracias.

@Kleiser: También a ti muchas gracias por las felicitaciones, me habéis animado :) La verdad es que los tipos de hielo son algo bastante desconocido en general, quizás porque en la Tierra de forma natural sólo abunda el hielo I, con lo cual se ha generalizado ese hielo como "el único". Algo parecido ocurre con los estados de agregación de la materia en la cultura popular. Como sólo vemos los sólidos/líquidos/gases, a menudo se piensa que son los únicos existentes. Sin embargo, existen muchos más (plasma, condensados...).

Dani dijo...

Cendrero, me sorprende el comentario: "carencia de estudios y experiencia como para hacer divulgación por mí mismo desde cero"....¿acaso crees que los mejores divulgadores lo han hecho desde cero?. Para nada, todos beben de múltiples fuentes distintas y algunos han sido buenos científicos y otros no han pasado de su licenciatura o medio-doctorado...

Acabo de mirar en mi biblioteca el primer libro que compré sobre divulgación científica "Introducción a la ciencia" de Isaac Asimov y fue el 7 de mayo de 1985...desde entonces he leído muchos muchos y muchos más libros de divulgación y últimamente algunos blogs, he visto documentales, etc etc...o sea, que puedo opinar, vaya.

Ninguno de los blogs es original en el sentido de ser novedoso con la divulgación, todo está en los libros de los grandes...todo todo. Y todo a nivel audiovisual empezó en "Cosmos". Y en literatura con B.Russel, y Asimov luego.

Tú has cogido un excelente libro de Asimov (que conozco perfectamente) y has creado una minitrilogía con tu lenguaje y modificando/medio-resumiendo/ampliando la información. Con imágenes buenas, y bien redactado.

Los grandes hacen exactamente lo mismo con más fuentes de inspiración y dando su toque personal de: sentido del humor, académico, poético, cínico, etc....tú le das un toque que no sé como definirlo, pero me gusta. Bueno, me arriesgaré: creo que tu toque es explicar las cosas con naturalidad, sin artificios, con humildad...y por eso te leo.

Escribes mejor que muchos blogeros hiperfamosos, y mejor que yo, of course, pero eso no tiene mucho mérito.

Sigue así.

Espero la próxima entrada.

El Busto de Palas dijo...

Dani... muchísimas gracias, me vas a acabar emocionando, con comentaristas como vosotros da gusto hacer este blog. Es todo un honor que os gusten las entradas, de verdad. No encuentro palabras para agradecer vuestro seguimiento. (¡Pero espera!, eso de que escribo mejor que tú es bastante discutible eh? A mí también me encantan tus entradas, me parece que las he leído casi todas).

De nuevo lo repito, con vosotros da gusto escribir. Muchas gracias.

El Busto de Palas dijo...

Por cierto, desde aquí también despedimos a uno de los grandes de la divulgación científica que acaba de morir: Adiós Martin Gardner. Un día triste para la divulgación científica.

Victoria Pepper dijo...

Como petición personal, he visto que tienes varias fotos y láminas y dibujos muy interesantes...creo que sería una pequeña mejora para tu blog si indicaras al menos el título de la foto (si este existe), o un pequeño pie de foto explicando lo que acabamos de ver. Es simplemente una sugerencia. Te felicito enormemente por el blog, haces que cuestiones científicas sean comprensibles por gente que, a pesar de haber decidido ir por letras, nos sigue gustando aprender. Muchas gracias.

Cendrero (Adm. El Busto de Palas) dijo...

@Victoria Pepper: Muchísimas gracias por el consejo. Es algo que ya estoy aplicando. El problema es que este artículo pertenece a los inicios del blog, cuando todavía tenía poca experiencia en la blogosfera. Si le echas un vistazo a los nuevos artículos, verás que al final del post, en el apartado "fuentes", pongo también un enlace a donde he sacado las imágenes. Allí suelen tener un título, sobre todo las extraídas de Wikimedia Commons.

Gracias y saludos.

 

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