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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Por qué se forman columnas de burbujas en las copas de champán?

Burbujas en champán

Las burbujas se crean al servir las bebidas que llamamos carbónicas: el cava, el champán, la cerveza, la gaseosa, las bebidas de cola, etc. El fenómeno se debe a que en el interior del líquido hay una gran cantidad de gas disuelto, suele ser dióxido de carbono, el mismo que expulsamos al respirar.

El gas se forma de manera natural en algunas bebidas debido a la acción de ciertas levaduras que se alimentan de azúcar y generan alcohol y dióxido de carbono como productos de desecho. En otras bebidas se disuelve el gas artificialmente: el líquido se introduce en la lata de refresco o en la botella sin llenarla por completo, en la parte superior se deja un pequeño espacio cargado con dióxido de carbono a presión y luego el recipiente es cerrado herméticamente. En el interior de la botella, o lata, se produce un equilibrio entre el gas que hay disuelto en el líquido y el que existe en el espacio libre, como éste último está a mayor presión que el ambiente, impide que el gas disuelto escape de la bebida. Cuando se abre la botella, el gas situado sobre la superficie del líquido escapa y la presión cae de forma abrupta rompiendo el equilibrio. Para recuperarlo, las moléculas de dióxido de carbono disueltas en el líquido tienen que escapar y lo hacen de dos formas distintas: por difusión a través de la superficie del líquido y mediante la formación de burbujas en el interior del mismo.

Una vez servida la bebida en un vaso o en una copa, las burbujas van naciendo sobre las paredes del recipiente. Si utilizamos una vasija de cristal transparente, observamos que algunos puntos se convierten en verdaderas fuentes de burbujas. De ellos van saliendo burbujas, una a una, que suben de forma ordenada hasta la superficie. Si nos fijamos con más detenimiento, vemos que las burbujas, a medida que suben, se van haciendo más grandes y se mueven más rápido.

Observaciones realizadas con microscopio electrónico han demostrado que las “semillas” que originan las burbujas, un fenómeno denominado nucleación, se producen en las impurezas adheridas a las paredes del vidrio, especialmente las pequeñas fibras de celulosa que se han quedado al secar la vasija. Estas fibras no se mojan completamente al echar el líquido en la copa y suelen quedar sumergidas atrapando pequeñas burbujas de aire entre los huecos de sus formas irregulares.

Si estas burbujas superan un radio crítico (en el cava es de unas 2 décimas de micra), una parte del dióxido de carbono disuelto en la bebida abandonará el líquido y comenzará a entrar en ellas aumentando su tamaño. La burbuja se mantiene unida a la impureza hasta que su tamaño es tan grande que, por flotabilidad, se desprende iniciando un camino hacia la superficie. El desprendimiento no es total sino que deja atrás una pequeña cantidad de aire que sirve de semilla para una nueva burbuja. Así, una tras otra, se va creando un tren de burbujas que suben ordenadamente hasta la superficie del líquido.

Dependiendo del tipo de bebida, así se comportan sus burbujas. En bebidas más puras, como el champán, el gas pasa con facilidad desde el líquido hasta el interior de la burbuja y éstas se producen en mayor cantidad y más rápidamente. Además, a medida que sube cada burbuja, captura más gas, crece, gana flotación y aumenta su velocidad.

En otras bebidas, como la cerveza, que contiene gran cantidad de ingredientes disueltos, algunos de sus componentes son tensioactivos, es decir, unas moléculas que tienen parte amante del agua (hidrófila) y otra que odia al agua (hidrófoba). Esas moléculas tienden a agruparse sobre la superficie de las burbujas de una forma curiosa: la parte hidrófoba hacia dentro de la burbuja y la hidrófila hacia fuera, dentro del líquido, de esa manera proporcionan a la superficie una consistencia mayor y obstaculizan la entrada de gas impidiendo, en parte, el crecimiento de la burbuja. Estas razones son las que hacen que las burbujas de la cerveza no crezcan tanto al subir y, además, una vez que llegan a la superficie, la membrana de las burbujas es más difícil de romper y crean una espuma mucho más duradera que la del champán.

Otro dato interesante es que el cava, o el champán, tienen un contenido en gas unas tres veces mayor que la cerveza y por ello se forma una gran cantidad de burbujas que dan esa apariencia tan apreciada en la bebida. En la cerveza la formación de burbujas es menor, y en general, debido a las diferencias de composición y presión, cada bebida burbujea a su manera.

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