BOMBAS DE JABÓN GIGANTES

En el video se explica la Fórmula para hacer bombas de jabón gigantes

Dos partes de gel fijador de pelo extra fuerte

Nueve partes de agua destilada

Media parte de lavaplatos de buena calidad

Bombas de jabón

Una bomba de jabón, es una capa de líquido con dos películas muy finas de jabón y agua que forma una esfera hueca y exhiben superficies iridiscentes. Normalmente las pompas de jabón duran sólo unos segundos y luego estallan por sí solas o por contacto con otro objeto. Las bombas de jabón pueden ayudar a resolver problemas matemáticos complejos sobre el espacio, ya que siempre buscan la menor área de superficie entre puntos o aristas.

Estructura

La «piel» de la burbuja consiste en una fina capa de agua atrapada entre dos capas de moléculas tensoactivas, a menudo jabón. Estos tensoactivos tienen cabezas hidrófilas y colas hidrófobas. Las cabezas hidrófilas son atraídas por la capa fina de agua y mantienen intacta a la pompa. Cuando se agitan las colas hidrófobas, la pompa estalla.

Tensión superficial y forma

Una pompa puede existir porque la capa superficial de un líquido (normalmente agua) tiene cierta tensión superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja elástica. Sin embargo, una pompa hecha solo con líquido puro no es estable y se necesita un tensoactivo disuelto, como el jabón, para estabilizarla. Una equivocación común es creer que el jabón aumenta la tensión superficial del agua. En realidad, el jabón hace justo lo contrario, disminuyendo la tensión superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensión superficial del agua pura. El jabón no refuerza las pompas, sino que las estabiliza mediante el mecanismo llamado efecto Marangoni. Al estirarse la película de jabón, la concentración de jabón disminuye, lo que hace que aumente la tensión superficial. Así, el jabón refuerza selectivamente las partes más débiles de la pompa y evita que se estiren más. Además, el jabón reduce la evaporación haciendo que las pompas duren más, aunque este efecto es relativamente grande.

Su forma esférica también está causada por la tensión superficial. La tensión hace que la pompa forme una esfera porque la esfera tiene la menor área superficial para un volumen dado. Esta forma puede distorsionarse visiblemente por las corrientes de aire, y por supuesto por un soplido. Sin embargo, si se deja caer una pompa en aire quieto, permanece casi esférica, más que la típica representación caricaturizada de una gota de lluvia. Cuando un cuerpo en caída ha alcanzado su velocidad terminal, la fuerza de arrastre que actúa sobre él es igual a su peso, y como el peso de una pompa es mucho más pequeño en relación a su tamaño que el de una gota de lluvia, su forma se distorsiona mucho menos. (La tensión superficial que se opone a la distorsión es similar en ambos casos: el jabón reduce la tensión superficial del agua aproximadamente hasta un tercio de la original, pero se dobla efectivamente porque la película tiene una superficie interna y otra externa).

Unión

Cuando dos pompas se unen, se aplican los mismos principios físicos, y las pompas adoptarán la forma con el menor área posible. Su pared común se desplazará e integrará con la pompa de mayor tamaño, ya que las pompas más pequeñas tienen una presión interna mayor. Si las pompas son de igual tamaño, la pared será plana.

Si se encuentran dos o más pompas, se colocan de manera que sólo se tocan tres paredes en una misma línea, separadas por ángulos de 120°. Esta es, de nuevo, la elección más eficiente, y es la razón por la que las celdas de un panal usan ángulos de 120°, formando hexágonos. Sólo cuatro paredes de pompas se pueden encontrar en un mismo punto, en el que las líneas donde se encuentran los tripletes de paredes están separadas por 109,47°.

Interferencia y reflexión

El color iridiscente de las pompas de jabón son efecto de la interferencia entre las ondas de luz. Cuando la luz incide en la película, parte de ella es reflejada por la parte exterior de la superficie mientras que otra parte entra dentro de la película y resurge tras ser reflejada varias veces por las dos superficies. La reflexión total que se observa está determinada por la interferencia de todas estas reflexiones. Como cada vez que se atraviesa la película se produce un desfase proporcional al grosor de la película e inversamente proporcional a la longitud de onda, el resultado de la interferencia depende de estas dos cantidades. Por tanto, para un grosor dado, la interferencia será constructiva para algunas longitudes de onda y destructiva para otras, de manera que la luz blanca que incide en la película es reflejada con una tonalidad que cambia con el grosor.

Se puede observar un cambio de color cuando la pompa se hace más fina por evaporación. Las paredes más gruesas cancelan longitudes de onda rojas (más largas), causando una reflexión azul-verde. Luego, las paredes más finas cancelan el amarillo (dejando luz azul), luego el verde (dejando magenta) y luego el azul (dejando el amarillo). Finalmente, cuando la pared de la pompa se hace mucho más fina que la longitud de onda de la luz visible, todas las ondas de la región visible se cancelan unas a otras y no se percibe ninguna reflexión. Cuando se observa este estado, la pared es más fina que unos 25 nanómetros, y probablemente está a punto de estallar.

Los efectos de interferencia también dependen del ángulo en el que la luz incide sobre la película, un efecto llamado iridiscencia. Por tanto, aunque la pared de la pompa tuviera un grosor uniforme, se seguirían viendo variaciones de color debido a la curvatura y/o al movimiento. Sin embargo, el grosor de la pared cambia continuamente porque la gravedad atrae al líquido hacia la parte baja, de manera que normalmente también se pueden observar bandas de color que se mueven hacia abajo.

En el diagrama de arriba, un rayo de luz incide sobre la superficie en el punto X. Parte de la luz es reflejada, pero alguna atraviesa la pared de la pompa y es reflejada en el otro lado de la pared.

En este diagrama vemos dos rayos de luz roja (rayos 1 y 2). Ambos rayos se dividen igual que antes y siguen dos caminos posibles, pero solo estamos interesados en los caminos representados con líneas continuas. Consideremos el rayo que emerge del punto Y. Consiste en dos rayos superpuestos: la parte del rayo 1 que atravesó la pared de la pompa y la parte del rayo 2 que se reflejó en la pared exterior. El rayo 1 ha viajado una distancia XOY mayor que la del rayo 2. Como XOY resulta tener la misma longitud que la longitud de onda de la luz roja, los dos rayos están en fase (las crestas y los valles están juntos).

Este caso es similar al diagrama anterior, excepto en que la longitud de onda es distinta. Esta vez XOY no es múltiplo de la longitud de onda, y por tanto los rayos 1 y 2 llegan a Y desfasados. Los valles del rayo 1 se alinean con las crestas del rayo 2, y los dos rayos se cancelan mutuamente. El efecto global es que, para este grosor de pompa, no se reflejará luz azul.

Esta imagen por computador muestra los colores reflejados por una película fina de agua iluminada por luz blanca sin polarizar. El radio es proporcional al grosor de la película, y el ángulo polar es el ángulo de incidencia.

Fórmulas de ejemplo

1.      Fórmula de propósito general:

·         2/3 de una copa de jabón para vajilla (~160 ml)

·         2 litros de agua

·         2 o 3 cucharadas soperas de glicerina (30 - 45 ml)

2.      Otra fórmula de propósito general:

·         100 g de azúcar

·         2 o 3 cucharadas soperas de sal

·         1,4 l de agua (el agua destilada es mejor)

·         150 ml de jabón para vajilla

·         12 ml de glicerina

3.      Otra fórmula de propósito general más:

·         1 parte de jabón para vajilla

·         2 partes de glicerina

·         3 partes de agua

4.      Para pompas de larga duración:

·         1/3 de una copa de mezcla comercial para pompas

·         1/3 de una copa de agua

·         1/3 de una copa de glicerina

5.      Para pompas de jabón sin lágrimas:

·         60 ml de champú para bebés

·         200 ml de agua

·         3 cucharadas soperas de sirope de maíz