Tirar cañas perfectas. O luchar contra la contaminación de los océanos. La espuma es uno de los grandes inventos de la industria, pero apenas sabemos cómo funciona molecularmente la espuma perfecta cuando hay muchos ingredientes en juego.
La espuma de una caña de cerveza es un misterio. No del paladar, ni de la hostelería. Sino de la física. ¿Qué hace que se mantenga durante un tiempo óptimo? ¿Qué le da su consistencia? ¿Por que no es fácil tirar una buena caña? ¿Puede ayudarnos a desvelar propiedades de otros materiales?
Espuma de cerveza | Shutterstock
Preguntas como estas se hacía Richard Campbell, de la Universidad de Manchester. Sus hallazgos, más allá de resultar refrescantes, resuelven un misterio relacionado con la vida útil de las espumas en general, apreciadas en buena parte de la industria de artículos de consumo doméstico.
La espuma no es más que una acumulación de burbujas. Se trata de un sistema coloidal (una dispersión de partículas en un medio continuo) con burbujas de gas en un líquido.
Pero no se juntan de cualquier manera. Se ensamblan de distintas maneras dependiendo del tipo de aditivo del que esté hecho el producto. La resbaladiza película de estas esferas que son las burbujas es lo que hace que no exploten.
Se cree que la espuma de cerveza está estabilizada por componentes coloidales presentes, que incluyen proteínas y carbohidratos.
Al reflejar los neutrones de sus muestras líquidas, idearon una nueva forma de relacionar la estabilidad de las películas de espuma con la forma en que los aditivos se disponen en la superficie de las burbujas.
Baño de espuma | Shutterstock
Hasta ahora, la industria se centraba en las propiedades de esas superficies para crear espumas perfectas. «Pero no en las estructuras creadas cuando diferentes moléculas se ensamblan en la superficie de las burbujas», dice Campbell.
«Creemos que este trabajo representa una primera indicación clara de que nuestro nuevo enfoque podría aplicarse a una gama de sistemas para ayudar al desarrollo de productos que puedan tener un impacto en la ciencia de los materiales y el medio ambiente».
El equipo estudió mezclas que contienen un compuesto que reduce la tensión superficial, y un polímero utilizado en champús, para encontrar una nueva forma de entender las muestras que podrían ayudar al desarrollo de productos espumosos.
En una aplicación potencial, los bebedores de cerveza pueden disfrutar de una pinta donde la espuma dura hasta el fondo del vaso de cerveza.
La creación de espumas es clave en la industria: cervezas, extintores de incendios, detergentes o limpieza de océanos.
En otro, la tecnología podría mejorar la formulación de detergentes utilizados en lavadoras donde la producción de espumas no es deseable.
Y también podría usarse para desarrollar productos más efectivos para limpiar nuestros océanos al mejorar la acción de los detergentes para limpieza de manchas de aceite o potencialmente incluso salvar vidas, al hacer que la espuma contra incendios sea más efectiva.
Si bien el comportamiento de las espumas hechas de líquidos que contienen solo un aditivo se conoce relativamente bien, las formas de entender el comportamiento de los líquidos que contienen más aditivos han sido mucho más difíciles de entender.
Fijarse en la espuma de la cerveza es sólo uno de los múltiples campos de inspiración de este líquido para la ciencia. Aunque luego se termine experimentando con otras cosas.
En 2016, otro equipo del MIT descubrió, a nivel molecular, por qué una caña bien tirada se derrama con menos facilidad que la que presenta menos espuma.
Aquel trabajo contravenía la lógica aparente. «Vimos algo que no podíamos creer», dijo entonces François Gallaire, físico de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza, que participó en los experimentos. Cuanto más lenta era la velocidad de chapoteo de un líquido –usaron agua con jabón–, más fuerte era la tasa de disipación de las pequeñas olas que se generan en el vaso.
Al tener en cuenta los efectos capilares (los mismos que permiten a algunos insectos andar sobre aguas), las nuevas ecuaciones»muestran que el chapoteo se detiene después de un tiempo finito». Es decir, la espuma amortigua más que ninguna otra cosa el chapoteo.
De ahí que resultara fácil modelizar cómo las cañas bien tiradas se derraman con menos facilidad, por más que se generen grandes ondas en los bamboleos que, bandeja en mano, van de la barra a la mesa.
Lástima que su producción mundial esté amenazada por la emergencia climática. Una pérdida para la ciencia.
Espuma de cerveza | ShutterstockPreguntas como estas se hacía Richard Campbell, de la Universidad de Manchester. Sus hallazgos, más allá de resultar refrescantes, resuelven un misterio relacionado con la vida útil de las espumas en general, apreciadas en buena parte de la industria de artículos de consumo doméstico.
Las propiedades moleculares de la espuma son bien conocidas cuando no hay más de un ingrediente en juego
Para ello viajó al Instituto Laue-Langevin de Grenoble (Francia). Allí, en las entrañas de sus praderas, se encuentra una colosal instalación nuclear, heredera de las de la saga de los Curie.
Se trata de un reactor de alto flujo. Una especie de cañón capaz de disparar neutrones, partículas subatómicas, en este caso para bombardear objetos con fines científicos.
En la instalación, disparó rayos de neutrones a los líquidos utilizados para hacer espumas. «Al igual que cuando vemos que la luz se refleja en un objeto y nuestros cerebros nos ayudan a identificarlo por su apariencia, cuando los neutrones se reflejan en un líquido, podemos usar un ordenador para revelar información crucial sobre su superficie. La diferencia es que la información está en un nivel molecular que no podemos ver con nuestros ojos», explica Campbell.
Para ello viajó al Instituto Laue-Langevin de Grenoble (Francia). Allí, en las entrañas de sus praderas, se encuentra una colosal instalación nuclear, heredera de las de la saga de los Curie.
Se trata de un reactor de alto flujo. Una especie de cañón capaz de disparar neutrones, partículas subatómicas, en este caso para bombardear objetos con fines científicos.
En la instalación, disparó rayos de neutrones a los líquidos utilizados para hacer espumas. «Al igual que cuando vemos que la luz se refleja en un objeto y nuestros cerebros nos ayudan a identificarlo por su apariencia, cuando los neutrones se reflejan en un líquido, podemos usar un ordenador para revelar información crucial sobre su superficie. La diferencia es que la información está en un nivel molecular que no podemos ver con nuestros ojos», explica Campbell.
Bloques de burbujas
La espuma no es más que una acumulación de burbujas. Se trata de un sistema coloidal (una dispersión de partículas en un medio continuo) con burbujas de gas en un líquido.
Pero no se juntan de cualquier manera. Se ensamblan de distintas maneras dependiendo del tipo de aditivo del que esté hecho el producto. La resbaladiza película de estas esferas que son las burbujas es lo que hace que no exploten.
Se cree que la espuma de cerveza está estabilizada por componentes coloidales presentes, que incluyen proteínas y carbohidratos.
Al reflejar los neutrones de sus muestras líquidas, idearon una nueva forma de relacionar la estabilidad de las películas de espuma con la forma en que los aditivos se disponen en la superficie de las burbujas.
Baño de espuma | ShutterstockHasta ahora, la industria se centraba en las propiedades de esas superficies para crear espumas perfectas. «Pero no en las estructuras creadas cuando diferentes moléculas se ensamblan en la superficie de las burbujas», dice Campbell.
«Creemos que este trabajo representa una primera indicación clara de que nuestro nuevo enfoque podría aplicarse a una gama de sistemas para ayudar al desarrollo de productos que puedan tener un impacto en la ciencia de los materiales y el medio ambiente».
De la caña de cerveza al tambor de la lavadora
El equipo estudió mezclas que contienen un compuesto que reduce la tensión superficial, y un polímero utilizado en champús, para encontrar una nueva forma de entender las muestras que podrían ayudar al desarrollo de productos espumosos.
En una aplicación potencial, los bebedores de cerveza pueden disfrutar de una pinta donde la espuma dura hasta el fondo del vaso de cerveza.
La creación de espumas es clave en la industria: cervezas, extintores de incendios, detergentes o limpieza de océanos.
En otro, la tecnología podría mejorar la formulación de detergentes utilizados en lavadoras donde la producción de espumas no es deseable.
Y también podría usarse para desarrollar productos más efectivos para limpiar nuestros océanos al mejorar la acción de los detergentes para limpieza de manchas de aceite o potencialmente incluso salvar vidas, al hacer que la espuma contra incendios sea más efectiva.
Si bien el comportamiento de las espumas hechas de líquidos que contienen solo un aditivo se conoce relativamente bien, las formas de entender el comportamiento de los líquidos que contienen más aditivos han sido mucho más difíciles de entender.
La cerveza, todo un laboratorio (y excusa) para la ciencia
Fijarse en la espuma de la cerveza es sólo uno de los múltiples campos de inspiración de este líquido para la ciencia. Aunque luego se termine experimentando con otras cosas.
En 2016, otro equipo del MIT descubrió, a nivel molecular, por qué una caña bien tirada se derrama con menos facilidad que la que presenta menos espuma.
Aquel trabajo contravenía la lógica aparente. «Vimos algo que no podíamos creer», dijo entonces François Gallaire, físico de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza, que participó en los experimentos. Cuanto más lenta era la velocidad de chapoteo de un líquido –usaron agua con jabón–, más fuerte era la tasa de disipación de las pequeñas olas que se generan en el vaso.
Al tener en cuenta los efectos capilares (los mismos que permiten a algunos insectos andar sobre aguas), las nuevas ecuaciones»muestran que el chapoteo se detiene después de un tiempo finito». Es decir, la espuma amortigua más que ninguna otra cosa el chapoteo.
De ahí que resultara fácil modelizar cómo las cañas bien tiradas se derraman con menos facilidad, por más que se generen grandes ondas en los bamboleos que, bandeja en mano, van de la barra a la mesa.
Lástima que su producción mundial esté amenazada por la emergencia climática. Una pérdida para la ciencia.
Mario Viciosa
Fuente: Newtral
No hay comentarios. :
Publicar un comentario