¿Qué hay detrás del "pop and slosh" al abrir una botella de cerveza con tapa abatible?
Determinar la acústica y la física que hay detrás del chapoteo del líquido y los chasquidos que se producen al abrir una botella de cerveza con tapa abatible
En un divertido experimento, Max Koch, investigador de la Universidad de Göttingen (Alemania) y apasionado de la cerveza casera, decidió utilizar una cámara de alta velocidad para captar lo que ocurre al abrir una botella de cerveza casera.
Un fotograma de la grabación a alta velocidad del grupo después de descorchar una botella de cerveza casera.
Max Koch
Cuando Robert Mettin, que dirige el grupo de Ultrasonidos y Cavitación del Tercer Instituto de Física y Biofísica de la universidad, sugirió a Koch que enviara los resultados al número especial sobre "flujos de cocina" de la revista Physics of Fluids, de AIP Publishing, Koch y sus colegas decidieron ampliar el experimento casero y profundizar en la novedosa acústica y física en juego.
El grupo descubrió que el sonido emitido al abrir una botella presurizada con tapa abatible no es una onda expansiva, sino un "ah" muy rápido. Sus grabaciones de vídeo de alta velocidad captaron la condensación dentro del cuello de la botella que vibraba arriba y abajo en una onda estacionaria. Estas grabaciones, junto con grabaciones de audio de alta fidelidad y simulaciones de dinámica de fluidos computacional, confirmaron que esta onda es el origen del sonido "ah".
"La frecuencia del estallido es mucho más baja que la resonancia si se sopla sobre la botella llena como si fuera un silbato", explica Koch. "Esto se debe a la súbita expansión de la mezcla de dióxido de carbono y aire de la botella, así como a un fuerte efecto de enfriamiento hasta unos 50 grados bajo cero, lo que reduce la velocidad del sonido. Los decibelios que emite son altos: dentro de la botella se oye tanto o más que la turbina de un avión a menos de un metro, pero no dura mucho".
Tras abrir la botella, el dióxido de carbono disuelto empieza a formarse en el interior de la cerveza y provoca la subida del nivel del líquido. El movimiento de la botella también provoca el chapoteo del líquido, y las grabaciones a alta velocidad del grupo captaron esta onda dentro del cuello de la botella.
Además, se dieron cuenta de que la transferencia de ímpetu de la tapa al golpear el vaso con su borde afilado tras el estallido también podía provocar el brote, debido a la mayor formación de burbujas.
"Fue un reto explicar la baja frecuencia del sonido 'ah' emitido por la apertura y encontrar un modelo sencillo que explicara los valores", afirma Koch. "Una cosa que no resolvimos es que nuestras simulaciones numéricas mostraban un fuerte pico inicial en la emisión acústica antes de la breve resonancia 'ah', pero este pico estaba ausente en la experimentación".
Simulaciones aparte, Koch bromeó diciendo que otro gran reto fue tomar las bebidas caseras y seguir manteniendo la claridad durante el experimento.
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