Qué levante la mano quien no haya hecho nunca la gracia o la desgracia de sorprender o fastidiar al compañero de cuadrilla con ese certero golpe seco que le obliga a beberse de un trago su cerveza si no quiere verla desparramada de inmediato. Pues bien, ahora un grupo de científicos (queremos creer que también cerveceros) han dedicado parte de su tiempo a estudiar porque se produce este fenómeno físico, que todos damos y entendemos como algo normal.
La investigación, que parte de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), encuentra aplicaciones en ingeniería naval o en estudios relativos a la predicción de gases en erupciones volcánicas y explica la rápida transformación de estado líquido a espumoso de la cerveza tras un impacto. Como no, el estudio surgió en la barra de un bar (lugar donde como todo el mundo sabe surge siempre lo imprevisible) y se ha realizado en colaboración con el Instituto Jean le Rond D’Alembert (una unidad de investigación mixta del CNRS y la Universidad Pierre et Marie Curie, en Francia). En él se detalla lo que ocurre después de que la botella reciba el golpe. Se trata de un proceso con tres fases bien definidas. En primer lugar, aparecen ondas de expansión y compresión que avanzan por dentro del líquido y producen la rotura de las cavidades de gas (las burbujas) en el fondo de la botella. Después, se forman pequeñas bolitas de espuma porque las burbujas se rompen en otras aún más pequeñas. Y por último (dado que pesan menos que el líquido que las rodea), esas burbujas suben tan rápidamente que el resultado final se asemeja a una explosión. En un segundo, casi toda la cerveza sale disparada.
Para demostrar la validez de su teoría, cuya primera versión ya han publicado en Arvix, los investigadores idearon un sistema para estudiar a cámara lenta el fenómeno. En primer lugar, apuntaron con un láser pulsado de alta energía hacia la base de la botella para provocar la aparición de una burbuja. A continuación, dieron un golpe en el cuello y grabaron todo con una cámara de alta velocidad que les permite obtener más de 50000 fotogramas por segundo. Gracias a ello han sido capaces de describir al detalle el proceso que está detrás de esta reacción en cadena: la cavitación. Se trata de un efecto hidrodinámico similar a la ebullición (en lo que se refiere a la formación de burbujas), pero que aparece cuando desciende la presión en un líquido.
Comprender mejor el fenómeno de la cavitación puede ayudar a mejorar el diseño de las hélices de los barcos (que están muy expuestas a la erosión provocada por las burbujas), a optimizar la protección de las estructuras frente a explosiones o determinadas ondas de choque, o favorecer las reacciones químicas por medio de la implosión de burbujas, señalan los investigadores. “Esa es una de las grandes ventajas de la investigación básica –concluye Rodríguez. Aprendes física a bajo coste en el laboratorio, con sistemas tan sencillos como una botella de cerveza, y esto luego te ayuda a entender e intentar solucionar otros grandes problemas”.
Más información:
Why does a beer bottle foam up after a sudden impact on its mouth?
Javier Rodríguez-Rodríguez, Almudena Casado, Daniel Fuster
arXiv:1310.3747 [physics.flu-dyn]. Submitted on 14 Oct 2013.
American Physical Society. 66th Annual Meeting.
Sunday, November 24 – Tuesday, November 26, 2013. Pittsburgh, Pennsylvania
http://www.apsdfd2013.pitt.edu
Para que luego hablen mal de los que bebemos cerveza!!!