Nueva teoría explica la física de la espuma


Imagen: STEPHAN KOEHLER / Universidad de Harvard Espuma ligera y esponjosa es en realidad un asunto serio. Para garantizar que los borradores enlatados tengan cabezas predecibles y duraderas, por ejemplo, Guinness desarrolló el Widget, un anillo de plástico que libera nitrógeno en la cerveza cuando se abre; ganó el Queens Award for Technological Advancement en 1991. Co

Imagen: STEPHAN KOEHLER / Universidad de Harvard

Espuma ligera y esponjosa es en realidad un asunto serio. Para garantizar que los borradores enlatados tengan cabezas predecibles y duraderas, por ejemplo, Guinness desarrolló el Widget, un anillo de plástico que libera nitrógeno en la cerveza cuando se abre; ganó el Queens Award for Technological Advancement en 1991. Coca-Cola, por otro lado, ha buscado formas de crear espumas más fugaces a partir de fuentes de soda. Y mientras tanto, los físicos han perseguido una teoría para explicar cómo se comporta la espuma. Ahora pueden tener uno, publicado en el número de esta semana de Physical Review Letters por Howard Stone y sus colegas en la Universidad de Harvard.

El verdadero truco para entender las espumas fue descubrir cómo cambian con el tiempo. Los investigadores sabían que tenían lugar dos procesos distintos. En primer lugar, la espuma se vuelve más gruesa, simplemente que sus burbujas se agrandan, y en segundo lugar, el líquido de la espuma se drena. Lo que no sabían era cómo estos dos eventos se influenciaban mutuamente. Para averiguarlo, Stone y compañía desarrollaron simulaciones por computadora y luego las compararon con los eventos reales en dos tipos de espuma. En una preparación, los investigadores usaron gas CO 2 y en otra, C 2 F 6, que se difunde de burbuja en burbuja con menos facilidad.

Como se esperaba, encontraron que el drenaje en la última espuma ocurrió 10 veces más lentamente que en la primera porque el gas C 2 F 6 eliminó el engrosamiento. Pero mientras que agregar más líquido a la espuma C 2 F 6 hizo que se drenara más rápido, lo mismo no sucedió con la espuma de CO 2 . Volviendo a su modelo, el equipo concluyó que el líquido extra en realidad inhibía el engrosamiento de la espuma de CO 2 porque hacía más difícil la difusión del gas. Sin embargo, en la espuma con la velocidad de difusión más lenta, las burbujas más pequeñas continuaron drenándose, adelgazando las paredes de la burbuja y acelerando el engrosamiento y el drenaje adicional. Al final, los científicos reconciliaron el modelo con los datos, ofreciendo así la primera demostración de cómo el engrosamiento afecta el drenaje.