Entenda como acontece o congelamento de uma bolha de sabão [vídeo]

Quando uma bolha de sabão entra em contato com uma superfície congelada, se a temperatura ambiente estiver baixa o suficiente, podemos testemunhar um fenômeno particularmente curioso. Isso porque a bolha congela de uma maneira pouco convencional, com pequenos cristais de gelo surgindo ao redor da bolha, de forma aleatória. Mas por que isso acontece?

Para entender esse fenômeno, o engenheiro da Virginia Tech, Jonathan Boreyko, junto com alguns de seus alunos, fizeram o experimento em um ambiente controlado. Dentro de um freezer com temperatura de -20 ºC, eles colocaram bolhas de sabão em contato com o gelo e observaram detalhadamente como o processo acontecia.

Normalmente, quando uma poça de água se congela, os cristais de gelo se formam a partir do ponto mais frio, em geral a superfície. Então o que vemos é uma sucessão de eventos de congelamento, em que uma parte muito fria afeta o que está ao seu redor até que toda a superfície da poça fique congelada.

Com a bolha a situação é um pouco diferente. Quando um líquido começa a congelar, ele libera um pouco de calor também. Essa pequena variação é suficiente para criar fluxos de movimento e forçar as moléculas de água se deslocarem ao redor da superfície, em um fenômeno conhecido como fluxo de Marangoni. Isso faz com que uma parte mais fria migre pela bolha, iniciando diversos pontos de congelamento.

Outro fenômeno que também foi observado durante o experimento aconteceu quando a equipe decidiu colocar uma bolha de sabão sobre o gelo, mas fora do freezer. Nesse caso, a bolha não teve tempo de congelar por inteira e ainda começou a diminuir de tamanho como pode ser observado no vídeo abaixo.

Enquanto o ar mais quente mantém a bolha parcialmente congelada, o ar começa a sair lentamente através de pequenos orifícios na metade congelada da bolha. Como esses buracos são muito pequenos, é preciso algum tempo até que a bolha finalmente se esvazie.

O experimento realizado por Jonathan Boreyko e seus alunos rendeu uma publicação na revista Nature Communications.