Una pompa de jabón es una lámina muy delgada de agua intercalada entre dos capas de moléculas de jabón. Son una maravilla infantil evanescente, pero también contienen valiosas ideas matemáticas y físicas: echemos un vistazo a la ciencia de las pompas de jabón.
El aire atrapado en una pompa de jabón está bajo compresión. A medida que el aire escapa, la burbuja tendería a encogerse uniformemente, pero la gravedad drena el agua de la parte superior de la burbuja. Cuando la película se vuelve demasiado delgada para soportar la parte inferior más pesada, la burbuja estalla. Sin embargo, todos sabemos que esa no es la forma más divertida de reventar una burbuja. Imagen vía Imgur.
Los vemos como divertidos e infantiles, volándolos en el verano, pero hay más en ellos de lo que parece. Técnicamente, las pompas de jabón son películas extremadamente delgadas de agua jabonosa que encierran aire que forma una esfera hueca con una superficie iridiscente. La iridiscencia significa que cambian de color según el ángulo desde el que los mires, como resultado de la interferencia de la luz. Pero espera hay mas.
Matemáticamente, las pompas de jabón son ejemplos del complejo problema matemático de la superficie mínima. Esto significa que dado un volumen determinado, siempre tomarán la forma con la menor superficie. Por esta razón, en realidad se han utilizado en la resolución de problemas matemáticos que en realidad conducen al diseño de mejores techos.
Las estructuras tensadas como la del Estadio Olímpico de Munich se descubrieron con la ayuda de pompas de jabón. Imagen vía Wiki Commons.
El ingeniero estructural Frei Otto usó películas de pompas de jabón para determinar la geometría de una hoja de área de superficie mínima que se extiende entre varios puntos, y tradujo esta geometría en revolucionarias estructuras de techo extensible. Las pompas de jabón también pueden fusionarse, manteniendo la forma con la menor superficie. Si las burbujas son del mismo tamaño, su pared común es plana. Si no son del mismo tamaño, su pared común sobresale en la burbuja más grande. De hecho, hay una ecuación que predice cómo se fusionarán dos burbujas: la ecuación de Young-Laplace.
La burbuja de jabón flotante más grande tiene un volumen de 20,65 m (729,25 pies) y se hizo con una varita. Fue producido por Megan Colby Parker (EE. UU.) en Forges Field Recreational Park, Plymouth, Massachusetts, Estados Unidos, el 27 de abril de 2013.
Alguien que hace pompas de jabón profesionalmente se llama burbujeador. Aquí, el burbujeólogo Samsam Bubbleman sopla la pompa de jabón flotante más grande del mundo en ese momento. Sin embargo, su récord ha sido superado en 2013. Imagen vía The Telegraph.
Si se soplan pompas de jabón a temperaturas extremadamente bajas, se pueden congelar. El aire del interior se difundirá gradualmente, haciendo que la burbuja se desmorone por su propio peso. A temperaturas por debajo de los 25 C (13 F), las burbujas se congelarán en el aire y pueden romperse al tocar el suelo.
Entonces, ¿qué hay de hacer tus propias burbujas? Eso es realmente simple: 5 tazas de agua, media taza de líquido para platos y media cucharadita de glicerina, azúcar o jarabe de maíz (opcional). ¡Eso es todo lo que necesitas! Si quieres algo para hacerlos estallar, todo lo que necesitas es una varita de burbujas (también puedes usar un lazo de alambre para hacer algo más grande). Si desea hacer burbujas más grandes y sólidas, agregue más glicerina, azúcar o jarabe de maíz. ¿Quieres hacer increíbles fotos de pompas de jabón? Intente usar una fuente de luz difusa desde la parte superior y dispare las burbujas contra un fondo negro. Esto es lo que dijo el renombrado fotógrafo Jason Tozer:
Diría que lo principal es eliminar los reflejos extraños para que solo veas la belleza de la burbuja. Las burbujas en mi exhibición fueron tomadas usando un túnel semi opaco de plexiglás/acrílico con el resto de la habitación cubierta con terciopelo negro. También he encontrado útil el uso de una lente macro larga. Esto me permite alejar la cámara lo más posible, reduciendo la cantidad de reflejo.
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