Arquitectura jabonosa

Publicado el 14 de Octubre de 2025 | Física y Química

Si te pidieran diseñar el techo de un estadio olímpico de forma que cubriera el mayor volumen posible utilizando la cantidad mínima de material, probablemente pensarías que vas a necesitar cálculos complicados y simulaciones por ordenador.

Sin embargo, hace casi dos siglos, un físico belga descubrió que este problema podía resolverse con algo mucho más simple: agua, jabón y un poco de glicerina. Esa mezcla, tan familiar de nuestra infancia, tiene un talento extraordinario: siempre adopta la forma que requiere menos energía para existir. Joseph Plateau dedicó años a observar películas de jabón tensadas sobre estructuras de alambre tratando de entender por qué esas películas adoptaban formas estables. Descubrió que, al igual que otros sistemas, la superficie del jabón se reorganiza constantemente para minimizar su energía.

Más de un siglo después de los experimentos de Plateau, arquitectos e ingenieros comenzaron a sumergir maquetas de alambre en una solución jabonosa para generar modelos a escala. Fue con esa técnica como en 1972 el alemán Frei Otto diseñó las cubiertas tensadas de cables y membranas del Estadio Olímpico de Múnich.

Aplicación en el aula

En esta ocasión te proponemos construir estructuras geométricas con varillas unidas por sus vértices para que tus estudiantes puedan explorar en clase los conceptos físicos de tensión superficial, equilibrio de fuerzas y el principio de mínima energía.

Pueden hacerse cubos, prismas y combinaciones más elaboradas. Te recomendamos utilizar juegos de construcción con varillas y conectores, aunque también puedes usar pajitas de plástico o alambre fino unidas con silicona caliente.

Por otro lado, necesitarás un recipiente suficientemente grande como para sumergir completamente tus estructuras. Lo ideal es utilizar una pecera de unos 10 litros. Llénala con una mezcla de agua (90 %), lavavajillas líquido (10 %) y glicerina (1–2 %).

Finalmente, sumerge las estructuras y sacarlas con cuidado. Al hacerlo, el aire atrapado se reorganizará y la película jabonosa se tensará formando superficies planas que dividen el interior de la figura en regiones perfectamente equilibradas.

Estamos acostumbrados a las pompas de jabón esféricas, pero cuando el pompero es cúbico o piramidal, la geometría se vuelve mucho más compleja. El jabón sigue obedeciendo la misma ley de energía mínima, solo que ahora las condiciones de contorno cambian.

La tensión superficial mantiene unida la superficie de un líquido. Esta fuerza hace que las moléculas del agua ocupen la posición que reduce la superficie al mínimo. En una pompa libre, la forma que cumple esa condición es la esfera, ya que encierra el máximo volumen con la mínima área posible.

Entonces surgen figuras totalmente sorprendentes. Cada una de esas formas es una superficie mínima, una solución natural a un problema físico y geométrico a la vez. Las películas se ajustan de manera espontánea, dividiendo el espacio disponible y mostrando de forma tangible el principio de mínima energía. Esta experiencia ofrece una excelente oportunidad para recordar la relación entre tensión superficial y energía.

Para acabar la demostración puedes usar una pajita para soplar en el punto de unión de los planos de burbuja en el cubo y en la pirámide para ofrecer una última sorpresa a tus estudiantes. ¡Pompas cúbicas y piramidales!