Burbujas y su importancia en la ciencia
Autor: Washington Romero (washington.romero.v@gmail.com)
Editores: Felipe Peralta, Carolina Cárdenas, David Cuaspud.
Hace un par de días atrás, mientras me encontraba lavando los trastes, me puse a jugar con el jabón y empecé a hacer burbujas o pompas de jabón. En aquel momento recordé que el estudio de la formación y eliminación de burbujas es sumamente importante para varias ramas del ámbito científico. Es por ello que el día de hoy hablaremos de las divertidas, emocionantes, mágicas y geniales burbujas.
Con frecuencia, producimos burbujas ejemplo de ello es el instante de colocar agua en un vaso, si observáis Detenidamente os darás cuenta que se forman burbujas de todos los tamaños. Las burbujas se forman porque se encapsula (atrapar o contener) aire dentro de un líquido. Es por ello que al soplar se deforma la película de jabón y en un momento dado el aire queda envuelto por la misma dando paso a la formación de una burbuja (Juárez, 2020). Que eventualmente se desprenderá y flotará por algunos instantes causando diversión y deleite para grandes y chicos.
Las burbujas aparte de ser divertidas brindan la oportunidad de estudiar conceptos científicos como tensión superficial, luz, elasticidad, química, e incluso geometría como las estructuras superficiales mínimas. El estudio de las burbujas es sumamente importante en varios aspectos científicos e industriales (Bird et al. 2010). Un claro ejemplo es la formación de burbujas en bebidas gaseosas y la formación de espuma cuando una cerveza fría es servida en un vaso, lo deseable es tener una espuma abundante y duradera; este mismo efecto es deseado al momento de servir una taza de chocolate (Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2019). Por ello existen investigaciones de cómo mantener estas espumas estables; ya que, la misma estabilidad se debe al tamaño de las burbujas que la forman.
El estudio de las burbujas no solo es de importancia en la industria alimentaria. Los científicos utilizan las burbujas atrapadas en las capas de hielo de los polos en específico de Groenlandia y la Antártida para obtener registros detallados de gases atmosféricos (dióxido de carbono CO2, metano CH₄ y óxido nitroso N₂O) y al comparar dichas concentraciones con las cantidades modernas de gases de efecto invernadero se puede determinar sucesos de cambios climáticos del pasado que se remontan a más de 650.000 años (Davies, 2020).
Pero el potencial de formación de burbujas llega hasta el punto de poder desarrollar tecnología que permite que los buques de carga puedan viajar más rápido con menor gasto energético y por ende disminuyendo el consumo de combustibles causando un impacto positivo a la cantidad de CO2 que producen. La tecnología es conocida como lubricación por aire, la tecnología puede reducir el arrastre de fricción que existe entre el buque y el agua. Esto se debe a que las burbujas disminuyen la tensión superficial de contacto entre los dos. La lubricación por aire se logra bombeando aire debajo del casco, reduciendo el área del casco en forma directa (Air lubrication technology, 2019).
El estudio de las burbujas también es de gran relevancia en procesos biotecnológicos aeróbicos en especial en el comportamiento de concentración de oxígeno en biorreactores. Esto se debe a que un factor limitante en el crecimiento microbiano es la oxigenación en el medio de cultivo para mantener una población viable de microorganismos (Montoya & Bermúdez, 2003).
Hasta el momento hemos visto ejemplos donde la formación de burbujas es favorable para los distintos procesos de investigación. Pero de igual manera en varios sucesos es necesario evitar la formación de burbujas. Como es el caso de los derrames de petróleo, esto se debe a que gracias a la formación de burbujas el petróleo desde la superficie del agua hacia las capas más profundas puede ser trasladado por la capacidad de las burbujas de mezclar sustancias (Sullivan, 2014).
El proceso de eliminar nano burbujas también es necesario en la producción de pantallas OLED por sus siglas en inglés (organic light-emitting diode o diodo orgánico de emisión de luz) esto se debe a que si una pequeña burbuja queda atrapada dentro de las pantallas causarán que aparezcan manchas oscuras en los píxeles (Tan, 2018).
El estudio de las burbujas es solo un ejemplo más de como algo cotidiano y divertido como soplar burbujas de jabón puede llevar al estudio de un sin número de fenómenos en una gran variedad de campos científicos.
Referencias:
Air lubrication technology. (2019). Air lubrication technology. Recuperado de https://ww2.eagle.org/content/dam/eagle/advisories-and-debriefs/Air%20Lubrication%20Technology.pdf.
Alexas. (2020). Burbuja recuperada de https://pixabay.com/es/
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. (2019). GrainsLab, un laboratorio donde se comprueba que la ciencia está en todos lados. Recuperado de https://boletin.buap.mx/node/1246.
Daveis, B. (2020). Why use ice cores? Recuperado de http://www.antarcticglaciers.org/glaciers-and-climate/ice-cores/ice-core-basics/.
Juárez, A. (2020). Burbujas. Laboratorio de Ciencias Aplicadas, UAP. Recuperado de http://www.cienciasaplicadas.buap.mx/Divulgacion/ArticulosDivulgacion/Fenomenos/burbujas.htm.
Delacre. S (2020). Beer. Recuperado de https://pixabay.com/es
Edda Klepp. E (2020). Chocolate. Recuperado de https://pixabay.com/es/photos/taza-chocolate-caliente-beber-829091/
Montoya, D & Bermúdez, M. (2003). Modelamiento de la transferencia de oxígeno para el cultivo de microorganismos en un biorreactor de columna de burbujeo. Recuperado de https://core.ac.uk/download/pdf/11051589.pdf.
Nicewronger, M. (2015). How iced cores are dated. Recuperado de https://mindynicewonger.weebly.com/blog/how-ice-cores-are-dated.
Sullivan, J. (2014). Bubbling down: Discovery suggests surprising uses for common bubbles. Recuperado de https://www.princeton.edu/news/2014/08/19/bubbling-down-discovery-suggests-surprising-uses-common-bubbles.
Tan, L. (2018). La ciencia fascinante de las burbujas, desde el jabón hasta la champaña. Recuperado de https://www.ted.com/talks/li_wei_tan_the_fascinating_science_of_bubbles_from_soap_to_champagne?language=es#t-15173.
