¿Por qué las burbujas de algunas bebidas carbonatadas, como el champán, suben en línea más o menos recta, mientras que en otras, como la cerveza, se mueven de forma mucho más caótica? Un experimento efervescente realizado por físicos franceses y estadounidenses aporta una explicación que también puede ser útil para aplicaciones tecnológicas.
Cualquiera que haya prestado atención alguna vez durante una copa en una terraza de verano reconocerá seguramente la diferencia de comportamiento de las burbujas en las bebidas carbonatadas. En una copa de prosecco o de champán, suben con elegancia, en “trenes” que se desplazan hacia arriba en línea recta y ordenada. En un vaso de cerveza o de refresco, la situación suele ser menos ordenada y las burbujas de gas salen disparadas en todas direcciones. ¿Se debe esto simplemente a la diferente forma del vaso o
Físicos franceses y estadounidenses lo han averiguado. Los resultados de su experimento, publicados la semana pasada en la revista physical review fluids, sugieren que el comportamiento de las burbujas de dióxido de carbono depende principalmente de la bebida.
Los científicos descubrieron que dos cosas determinan cómo se mueven las burbujas a través de una bebida: el tamaño de las burbujas y la presencia de los llamados tensioactivos, sustancias que influyen en la tensión superficial de un líquido. “En las bebidas, estas son las moléculas proteínicas que les dan sabor e individualidad y también garantizan que las cadenas de burbujas se mantengan estables”, explica Roberto Zenit, de la Universidad Brown de Providence, en el estado norteamericano de Rhode Island, que colaboró en el estudio.
Los investigadores lo descubrieron trabajando en el laboratorio con varias bebidas, como agua con gas, cerveza y champán. Vertieron los líquidos en un recipiente rectangular, en el que se veían claramente los recorridos de las burbujas de gas. Una aguja en el fondo permitía soplar burbujas de gas de distintos tamaños en la bebida. También se podía influir en la cantidad de tensioactivos del líquido.
Estela de burbujas
Las pruebas demostraron que hay dos formas de convertir una cadena caótica e “inestable” de burbujas en un tren rectilíneo y “estable” de burbujas: bombeando burbujas más grandes en el líquido o añadiendo tensioactivos. Los investigadores consiguieron crear en cerveza y agua cadenas de burbujas estables que normalmente se reservan para el champán y bebidas similares.
La explicación del comportamiento de las burbujas se encontró en la “estela” de las burbujas. Se trata de la zona turbulenta detrás de la burbuja de gas que se desplaza por el líquido, similar al torbellino de un coche. El experimento y otras simulaciones por ordenador muestran que, en los líquidos con poco o ningún tensioactivo, la estela de las burbujas de gas tiene un “patrón en zigzag”. Esto crea vórtices que empujan a las burbujas perseguidoras a un lado e interrumpen la cadena de burbujas. “Las burbujas se mueven más como un cono que en línea recta”, explica Zenit.
En cambio, los tensioactivos (que reducen la tensión entre el líquido y el gas) crean burbujas con una estela que “succiona” otras burbujas a su paso. Así, las burbujas se suceden ordenadamente y la cadena de burbujas permanece estable. En el vino espumoso con una alta concentración de tensioactivos sabrosos, esto produce elegantes trenes de burbujas.
Algo más que un dato curioso
El tamaño de las burbujas parece tener una influencia similar en su estela. Mientras que las burbujas pequeñas muestran un patrón en zigzag, la estela de las burbujas grandes tiene un efecto de succión que también puede observarse con burbujas más pequeñas en líquidos con alto contenido en tensioactivos. En el caso de la cerveza, en la que el tamaño de las burbujas de dióxido de carbono y la cantidad de tensioactivos pueden variar de una elaboración a otra, esto produce resultados finales diferentes, dando lugar a que una cerveza contenga cadenas de burbujas rectas y otra no.
Según los investigadores, los nuevos conocimientos aportan algo más que un simple dato divertido para contar en las copas. Por ejemplo, puede ayudar a mejorar las técnicas de mezcla de gases con líquidos, algo importante en algunas plantas de tratamiento de aguas. También puede ayudar a comprender mejor ciertos procesos naturales, como el burbujeo de los gases del fondo oceánico. “Nuestro plan maestro, al centrarnos en el champán y la cerveza, es ayudar a la gente a entender que la mecánica de fluidos es importante en su vida cotidiana”, afirma Zenit.