¿Qué truco se esconde detrás de este reloj de arena flotante?

He de admitir que cuando me vi enfrentado a la pregunta sobre cómo era posible que este reloj de arena decidiera, con un gran retraso, flotar, mientras que el otro decidiera hundirse se me ocurrieron varias ideas. Todas ellas, descubriría más tarde, serían incorrectas.

Lo que vemos en el vídeo son dos relojes de arena, uno de los cuales se encuentra flotando dentro de un tubo lleno de agua, mientras que otro reloj de arena exactamente igual permanece en el fondo de su tubo.

Al darle la vuelta al artefacto la posición de los relojes se invierte, y el que antes se encontraba flotando ahora permanece en el fondo, y el que permanecía en el fondo ahora se encuentra flotando. ¿Cuál es la razón por la que no reaccionan e intentan volver a su estado original?

Sólo han de pasar unos segundos, y la magia sucede. Poco a poco, el reloj que ahora se encuentra flotando cae paulatinamente hasta el fondo. Un poco más tarde le seguirá su compañero, que con la misma lentitud ascenderá hasta la superficie, retornando el misterioso artefacto hasta su posición original.

¿Por qué sucede esta demora? Desde luego no tiene relación con la arena. Ésta no añade (o sustrae) peso a los relojes como para permitir que floten o se hundan.

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Solución 1

(Imagen ampliable) Ilustración de la primera posible solución para el reloj de arena. Imagen: ¡QFC!

Me encanta formarme mis propias teorías que expliquen los fenómenos que observo en el mundo (incluidas las conductas de los humanos y otros animales). Mi primera solución fue mecánica. Vi el reloj de arena como si fuera un pistón dentro de una culata en un motor. Los pistones se mueven arriba y abajo pero impiden que el carburante se filtre. De un modo similar, si el reloj de arena ocupa la práctica totalidad del cilindro, permitiría una filtración muy paulatina del líquido. Uno de los relojes de arena tendería a hundirse por su peso y el otro tendería a emerger por ser más ligero que el agua.

Problema: existe un obvio retraso en su reacción. Si la explicación fuera esta, los relojes comenzarían el ascenso y descenso instantáneamente.

Solución 2

(Imagen ampliable) El cilindro contiene líquidos de dos densidades diferentes y el reloj flota sobre el de mayor densidad. Al mezclarse el reloj se vuelve más pesado y cae. Y al volver a su estado original el reloj vuelve a flotar. Imagen: ¡QFC!

La segunda solución que se me ocurrió fue química. El truco estaría en el líquido contenido dentro de los cilindros. Vemos que es un líquido transparente, pero nadie nos asegura que sea necesariamente agua: asumimos que es agua. ¿Acaso el líquido no podría tratarse de la mezcla de 2 líquidos transparentes, cada uno de ellos con una densidad diferente? El ejemplo típico para visualizar esto sería el agua, que es más denso que el aceite y siempre tenderá a caer al fondo. Al girar el mecanismo ambos líquidos se mezclarían, haciendo que la solución resultante tuviera una densidad intermedia. Conforme los líquidos se separan el fondo del cilindro incrementaría su densidad y la superficie la disminuiría, haciendo que poco a poco los relojes de arena tendieran a ocupar sus posiciones.

Problema: Esto funcionaría para el reloj que se espera que flote, pero no funcionaría para el que debería hundirse (si el reloj está diseñado para hundirse en el líquido de mayor densidad, entonces también se hundiría en la mezcla). Además, es posible que la luz se refractase de manera diferente en los dos líquidos, mostrando el interior del cilindro distorsionado como muestra este vídeo y desvelando así la magia.