martes, 17 de septiembre de 2019

Descubre la física oculta tras una pinta de cerveza Guinness. Ya no te sabrá igual

La formación de textura única en un vaso de cerveza Guinness es inducida por el flujo de una película fluida sin burbujas que fluye hacia abajo a lo largo de la pared del vidrio.


Cerveza guiness imagen


Este fenómeno, --descrito en Science Reports por investigadores de la Universidad de Osaka y el gigante de la distribución de cerveza japonés Kirin Holdings--, es análogo a las ondas de balanceo comúnmente observadas en el agua que se desliza cuesta abajo en un día lluvioso.


La cerveza Guinness, una cerveza oscura y robusta símbolo de Irlanda, se presuriza con gas nitrógeno. Cuando se vierte en un vaso de pinta, las burbujas de pequeño diámetro (solo 1/10 del tamaño de las bebidas carbonatadas, como los refrescos y el agua carbonatada) se dispersan por todo el vaso y el movimiento de textura del enjambre de burbujas se desplaza hacia abajo.


Aunque se han propuesto algunos modelos para explicar cómo se forma la onda descendente de un enjambre de burbujas en la cerveza Guinness, el mecanismo subyacente a la formación de la textura era un problema abierto.


EL COLOR OSCURO, UN PROBLEMA AÑADIDO


Debido a que la cerveza Guinness opaca y de color oscuro obstruye la observación física en un vaso, y el cómputo usando supercomputadoras es necesario para realizar una simulación numérica de flujos, incluida una gran cantidad de pequeñas burbujas en la cerveza, el equipo de investigadores liderado por Tomoaki Watamura produjo un líquido transparente análogo a la cerveza Guinness mediante el uso de partículas ligeras y agua del grifo.


Filmaron el movimiento del líquido con una cámara de video de alta velocidad, utilizando fluorescencia inducida por láser para medir con precisión el movimiento del fluido. Además, utilizando etiquetas moleculares, visualizaron el movimiento irregular del fluido.


Con estos métodos, el equipo vertió líquido pseudo-Guinness en un recipiente inclinado para observar cómo se formaba la textura. La formación de textura apareció solo en la región de aproximadamente 1mm de distancia de la pared inclinada, y no apareció en la vecindad vertical de la pared.


INESTABILIDAD EN LA CORRIENTE DE GRAVEDAD


También observaron un flujo de película transparente (sin burbujas) a lo largo de la pared inclinada en la vecindad de la pared inclinada, capturando la velocidad y el grosor de la película sin burbujas que fluye hacia abajo. Mientras que la textura aparecía cuando los ángulos de inclinación del vidrio eran pequeños, no lo era cuando eran grandes, lo que demuestra que la formación de textura en un vaso de cerveza Guinness fue causada por la inestabilidad de la corriente de gravedad de la onda de balanceo.


El autor principal Watamura dice: "Hay un gran número de objetos pequeños en la naturaleza, como partículas finas de roca transportadas de los ríos al mar y microorganismos que viven en lagos y estanques. La comprensión y regulación del movimiento de objetos pequeños es importante en varios procesos industriales. Nuestros resultados de investigación serán útiles para comprender y controlar los flujos de burbujas y partículas utilizadas en los procesos industriales, así como la cristalización de proteínas y el cultivo celular utilizado en el campo de las ciencias de la vida".

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