|
- Así que he echado jabón en el agua, he
metido el alambre redondo en la disolución
y al sacarlo y soplar han salido burbujas ¡esféricas!
- Eso no tiene nada de sorprendente, todos
lo hemos hecho cuando éramos pequeños.
- Ya, pero lo sorprendente es que si meto
un alambre cuadrado en la disolución, al sacarlo y soplar ¡también salen burbujas
esféricas! ¡Míralas! ¿Y por qué?

- ¿De verdad quieres saberlo? La explicación
es que de todas las burbujas de un
volumen dado, la esférica es la que tiene
menor superficie. O lo que es lo mismo, de
todas las burbujas de una superficie dada, la
de mayor volumen es la esférica.
- ¿Quieres decir que la Naturaleza también
ahorra?
- ¡Eso es! Mira, te voy a enseñar unas cosas
que tengo por aquí. Lo primero que voy a
hacer es añadir glicerina a la disolución. Al
igual que el jabón disminuía la tensión
superficial del agua, evitando que se rompieran
las pompas, la glicerina evita la evaporación
del agua, así que las pompas van a
durar más tiempo y las veremos mejor. Lo
segundo ¿sabes la diferencia entre una burbuja
y una pompa?
- Claro, pero recuérdasela a los lectores...
- Una burbuja encierra aire en su interior,
como las que estabas haciendo antes, mientras
que una pompa no encierra aire. Ahora
vamos a obtener pompas sumergiendo en
la disolución alambres que actuarán como
borde. Primero metemos un alambre con
forma de circunferencia y obtenemos una
pompa plana: un círculo.
- Sí pero si la muevo o soplo pueden salir
otras pompas con el mismo borde, como
esta.

- Llevas razón, pero cuando dejas de hacerlo
la pompa vuelve a ser un círculo. Eso es
porque de todas las pompas que tienen ese
borde, la plana es la que tiene un área
menor.
- Ah, igual que ocurría con mis burbujas,
que eran esféricas porque dado un volumen
eran las que tenían área menor.
- Claro, las películas de jabón tienen una
fuerza de cohesión interna que hace que
sus moléculas se acerquen lo más posible
las unas a las otras para disminuir el área.
- Luego ¡LAS POMPAS TIENEN LA
MENOR ÁREA POSIBLE!
- Así es, y por eso a las superficies que se
obtienen se les llama superficies minimales.
Mira por ejemplo el catenoide que podemos
formar con dos alambres redondos:

AVISO: LA SIGUIENTE PREGUNTA PUEDE SER PREVISIBLE.
- ¿Catequé?
- ¿Te suenan las catenarias?
- Ah, eso son los cables de la vía del tren.
- Efectivamente, la catenaria es la forma
que adquiere un cable suspendido sujeto
por sus dos extremos. Y si te fijas...
- Sí, las secciones meridionales o cortes con
planos perpendiculares a los aros que pasen
por su centro son catenarias.
- A veces dudo si tienes doble personalidad...
Bueno, mira que esto te va a gustar.
De manera similar a lo que ocurría con la
esfera, de todas las figuras planas cuyo
perímetro mide una cantidad fijada, el círculo
es la de área mayor. He atado un hilo a
la circunferencia y he hecho una pompa con
el hilo dentro...

...y si ahora pincho el interior del hilo con
un bolígrafo, ¡mira lo que queda!

- ¡El agujero se hace circular!
- Claro, como la pompa tiende a ocupar lo
mínimo posible, el agujero tiende a ocupar
lo máximo posible y eso quiere decir que el
agujero se hace circular.
- ¿Y si atamos los dos extremos de un hilo
al borde?

- Entonces el hilo se convierte en un arco
de circunferencia y ¡hasta lo puedes mover!

- ¿Y hay algo más que podamos hacer con
estos alambres?
- Mira, pues sí. ¿Qué crees que ocurre
cuando se cortan dos pompas?
- ¿Qué quieres decir con eso?
- Ponemos los dos aros cruzados y los
metemos a la disolución. Al sacarlos ¿Qué
pompas se formarán?
- Pues supongo que los dos círculos, ¿no?
- Mételos y compruébalo.

- ¡Anda! ¡Se forma otra pompa!
- Eso es, se crea lo que llamamos una ojiva,
dado que siempre que varias pompas se
cortan lo hacen de tres en tres y formando ángulos de 120º, que es la configuración
más simétrica.
- ¿Y hay más reglas de esas?
- Sí, y muchas de ellas se pueden comprobar
sumergiendo alambres con otras formas,
pero paremos un momento ¿un café?

- ¿Te acuerdas de que una vez en el
foro de la hoja volante alguien propuso
un problema en el que había
que hacer la red de caminos más
corta que conectara 4 puntos situados
en los vértices de un cuadrado?
- Ah, sí, como si fueran 4 ciudades
dispuestas en forma de cuadrado y
hubiera que unirlas por carretera del
modo más económico posible.
- Pues hay una forma de llegar a la
solución.
- ¿Cómo?
- ¡Por pompas!
- ¿Por pompas?
- Sí, mira, vamos a dejar de sumergir
alambres por hoy y vamos a sumergir
unas planchas de metacrilato que
me he construido.
- ¿Y eso qué es?
- Mira, por ejemplo aquí tengo dos
planchas de metacrilato paralelas
unidas por tres puntos que forman
un triángulo equilátero.
- Ah, como si las ciudades estuvieran
en esos puntos.
- Exactamente. Cuando las sumerja
se van a formar pompas que unirán
los puntos y serán perpendiculares a
las dos planchas de metacrilato.
- ¿Y cómo sabemos que esas pompas
nos van a dar los caminos mínimos?
- Ahí está la gracia, como sabemos
que las pompas tienen la menor área
posible y la altura va a ser igual en
todos los lados, si miramos la proyección
de esas pompas tendremos
los caminos mínimos.
- Ah, ya veo... ¡Déjame sumergirlas!

- Y, como ves, salen las líneas que
unen los vértices con el centro y se
respeta la regla de los 120º.
- Y para un cuadrado saldrán las
diagonales, que son las líneas que
unen los vértices con el centro...
- ¿Pero no te estoy diciendo que se
tiene que respetar la regla de los
120º?
- Ah sí entonces saldrá... ¡esto!

- Sumergiéndolo cualquiera... pero
así es, eso es lo que queda.
- ¡Espectacular!
- A que sí, pero para espectacular lo
que vamos a hacer ahora. ¿Alguna
vez has visto el estadio olímpico de
Múnich?
- Ah, sí, que tiene una especie de toldos
como si fueran carpas de circo.
- Fue diseñado por el arquitecto alemán
Frey Otto. Los techos están
diseñados para que pesen poco y se
reduzca la cantidad de material
necesario para construirlos. ¿Y
sabes cómo se hizo el diseño?

- ¿A pompas?
- ¡A pompas! sí señor. Las películas
de jabón dan las formas óptimas
para un borde fijado, pues con ellas
obtenemos el área mínima. Así que
si ponemos unos mástiles y unos
hilos sin tensar entre ellos y sumergimos,
los hilos se tensarán y se formará
esta cosa tan chula.
- Es un buen momento para parar...

|