Los matemáticos reinventan el widget de cerveza

Muchos bebedores de cerveza se habrán preguntado por lo siguiente: por qué, cuando se abre una lata de cerveza, se forman tan lentamente burbujas de dióxido de carbono. ¿Por qué no todos a la vez?

El estudio de la formación de burbujas en bebidas carbonatadas es una ciencia relativamente nueva. De hecho, solo han pasado diez años desde que los científicos resolvieron este asunto. Un grupo calculó a partir de los primeros principios la velocidad a la que el dióxido de carbono se escapa de la solución a una burbuja. La respuesta es lenta. Es más, no puede empezar sin algún tipo de sitio de nucleación.

Luego, otro grupo descubrió que las principales fuentes de nucleación son las bolsas de gas atrapadas en las fibras de celulosa de la bebida. La noticia fue recibida por el tintineo de vasos en todo el mundo. Problema resuelto, ¿verdad ?.

No exactamente. Si bien la mayoría de las cervezas y lagers se presurizan con dióxido de carbono, algunas cervezas negras, cervezas oscuras como la Guinness, se presurizan con una mezcla de dióxido de carbono y nitrógeno.

Lo hacen porque el nitrógeno forma burbujas más pequeñas que le dan a la bebida una sensación en la boca más suave y cremosa. Pero también cambia significativamente la dinámica de la burbuja. La pregunta es por qué.

Hoy, William Lee, matemático de la Universidad de Limerick en Irlanda, y algunos amigos amplían la teoría de la formación de burbujas para incluir nitrógeno en la mezcla. Efectivamente, el nitrógeno se escapa de la solución más lentamente, lo que garantiza que las burbujas sean más pequeñas. No es de extrañar.

Pero la formulación del problema de Lee y compañía conduce a una idea interesante: la posibilidad de un tipo de widget completamente nuevo.

Si no está familiarizado con los widgets, aquí tiene algunos antecedentes. Un problema con las stout presurizadas con nitrógeno que se venden en latas es que abrir la lata, despresurizar la cerveza y verterla en un vaso no crea suficientes burbujas para formar una espuma.

En los años 70, 80 y 90, un excelente equipo de científicos de Guinness resolvió este problema con un dispositivo que ha llegado a conocerse como widget. En su forma actual, un widget es una bola hueca con un pequeño orificio lleno de nitrógeno y dióxido de carbono a presión.

Abrir la lata hace que el gas salga disparado hacia la cerveza negra, creando muchos millones de burbujas a un ritmo mucho más rápido de lo habitual. Estas burbujas luego suben a la parte superior formando una cabeza. Este gran invento (algunos dicen que es el más grande) permite a los bebedores disfrutar del llamado 'borrador de Guinness' en casa, fuera de lata.

Lee y sus compañeros estudiaron el problema creando un modelo matemático de una pequeña burbuja de nitrógeno / dióxido de carbono atrapada en una fibra de celulosa y calculando qué tan rápido crecería.

Y en un movimiento valiente para los matemáticos, incluso han confirmado sus resultados numéricos al ver que se forman burbujas reales en las fibras de celulosa en el papel de filtro de café. Una sola fibra produce una burbuja cada 1,28 segundos, dicen.

Eso no parece suficiente para hacer una diferencia en una lata de cerveza negra, que requiere unas 10 ^ 8 burbujas para formar una cabeza. Pero si una bebida tarda 30 segundos en verterse, Lee y sus colegas calculan que esto requeriría 4,3 x 10 ^ 6 fibras, aproximadamente las que se obtienen en una hoja de papel de filtro de café de unos 3 cm cuadrados.

Entonces, su idea es reemplazar el amado widget con una hoja de papel del tamaño de una tarjeta de crédito. Supongo que a los bebedores de cerveza no les importará si el nuevo enfoque mantiene bajo el precio de una pinta. Es hora de algunas pruebas serias.

Ref: arxiv.org/abs/1103.0508 : Nucleación de burbujas en cervezas Stout

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