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¿Por qué las burbujas son redondas?

La forma esférica de las burbujas puede parecernos natural, pero su forma responde a un tema de eficiencia. ¿Te has quedado intrigado? Te lo contamos con detalle en el vídeo y también en el artículo.

Arrancamos la semana de la ciencia desvelando estas y otras interesantes cuestiones con nuevos experimentos. En este caso, se trata de realizar burbujas, que seguro que a los más pequeños de la casa les encanta. Y además, os contamos más detalladamente por qué son redondas las burbujas, en donde la tensión superficial juega un papel clave. De primeras, aunque todos sepamos que es una burbuja, nunca está de más una explicación científica. Se trata de un glóbulo de una sustancia en el interior de otra, generalmente gas en un líquido. Debido al efecto Marangoni, las burbujas pueden permanecer intactas una vez lleguen a la superficie de la sustancia.

¿Por qué son redondas las burbujas?

Os presentamos un extracto traducido del libro “Lo que Einstein no sabía: respuestas científicas a preguntas cotidianas”.

Pongámoslo de esta manera: te sorprendería mucho si fueran cuadrados, ¿no es así? Eso es porque toda nuestra experiencia desde que éramos bebés la Madre Naturaleza ha dejado siempre claro que prefiere la suavidad. Y es que no hay muchos objetos naturales que tengan puntas afiladas o bordes tintineantes. La mayor excepción son ciertos cristales minerales, que se presentan en formas geométricas maravillosamente nítidas. Quizás por eso algunas personas creen que los cristales y las pirámides están dotados de poderes sobrenaturales.

las burbujas son redondas por la tensión superficial

Tensión superficial

Pero eso es metafísica, no ciencia. Las burbujas son redondas – esféricas – porque hay una fuerza de atracción llamada tensión superficial que atrae las moléculas de agua en la agrupación más apretada posible. Y la agrupación más ajustada posible que la colección de partículas de un año puede alcanzar es empacar en una esfera. De todas las formas posibles (cubas, pirámides, trozos irregulares), una esfera tiene la menor cantidad de área exterior.

Tan pronto como suelta una burbuja de su pipa de burbujas o de uno de esos aparatos más modernos, la tensión superficial hace que la fina película de agua jabonosa asuma el área de superficie más pequeña que pueda. Se convierte en una esfera. Si no hubiera atrapado deliberadamente algo de aire dentro de ella, el agua con jabón continuaría encogiéndose hasta convertirse en una gota esférica sólida, como lo hacen las gotas de lluvia.

Pero el aire del interior empuja hacia fuera contra la película de agua. Todos los gases ejercen una presión sobre sus captores porque constan de moléculas que vuelan libremente y chocan contra cualquier cosa que se interponga en su camino. En una burbuja, las fuerzas de tensión superficial hacia adentro de la película de agua están exactamente equilibradas por la presión de empuje hacia afuera del aire adentro. Si fueran año diferentes, la burbuja se encogería o expandiría hasta que fueran iguales.

¿Intentas soplar más aire para hacer una burbuja más grande?

Eso genera más presión de aire en el interior. Todo lo que la película de agua puede hacer para contrarrestar el aumento de la presión hacia afuera es expandir su superficie, generando más fuerzas de tensión superficial dirigidas hacia adentro. Por ello muy cooperativamente crece de tamaño. Pero debe adelgazar en el proceso, porque hay poca agua para todos. Si se sigue soplando más aire, la película eventualmente no tendrá suficiente agua de reserva para extenderse a una superficie más grande, y ocurrirá la catástrofe final: la burbuja estalla.

Exactamente lo mismo sucede con la goma de mascar, excepto que en lugar de la tensión superficial como la fuerza de contracción hacia adentro, es la elasticidad de la goma en la goma de mascar. La elasticidad, como la tensión superficial, “significa que siempre tratemos de asumir la forma más pequeña posible”.