La física que hay en una caña de cerveza

La investigación comenzó como empiezan tantas otras cosas: en la barra de un bar, con una cerveza entre manos y en medio de una discusión entre amigos. Alguien hizola broma de golpear con el culo de su botellín la boca del botellín de otro, convirtiendo su cerveza en un volcán de espuma.

Los protagonistas eran investigadores del departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos de la Universidad Carlos III de Madrid, así que la gracia dio paso a una discusión sobre las causas de que la cerveza se comporte de esta forma.

“Cada uno de los que estábamos allí comenzamos a lanzar hipótesis y teorías acerca de la causa de ese fenómeno, pero no nos convenció ninguna y decidimos llevarlo al laboratorio para investigarlo mediante experimentos controlados y en condiciones bien definidas para analizar qué fenómenos físicos hay detrás de la aparición de esta espuma”, comenta Javier Rodríguez, profesor del departamento. Un avance de su investigación ha sido presentado en la última conferencia anual sobre mecánica de fluidos de la Sociedad de Física Americana.

La espuma que genera la cerveza está provocada por su nivel de dióxido de carbono, una cantidad mayor de la que el agua, su principal ingrediente, es capaz de mantener en disolución. Normalmente la cerveza libera el gas poco a poco, pero el golpe provoca que la velocidad de pérdida del gas aumente

Lo que han logrado es describir en detalle qué ocurre con la cerveza después de recibir el golpe, un proceso con tres fases distintas. Primero, la fuerza vertical del golpe genera unaserie de ondas de expansión y compresión que se transmiten a través del líquido. Esas ondas rompen las burbujas de CO₂, formando bolas de espumacon burbujas cada vez más pequeñas. Esas bolas de gas,al pesar menos que el líquido, ascienden rápidamente, desbordando la botella. Todo el proceso ocurre en unas décimas de segundo.

“De hecho, esas nubes de espuma se parecen mucho al hongo que causa una detonación nuclear”, ha explicado Rodríguez a SINC.

La espuma que genera la cerveza está provocada por su nivel deCO₂, una cantidad mayor de la que el agua, su principal ingrediente, es capaz de mantener en disolución. Normalmente la cerveza libera el gas poco a poco, pero el golpe provoca que la velocidad de pérdida del gas aumente. “Una botella puede perder en segundos el gas que le costaría horas perder si simplemente la dejáramos abierta sobre la mesa”, concluye el investigador.

Pero este no es el único fenómeno físico que afecta a la cerveza. La prestigiosa institución británica Institute of Physics dedica una página web, llamada Cheers Physics!, a esta bebida dorada en la que no nos fijamos lo suficiente, más allá de su sabor, y que tantas lecciones de ciencia puede darnos a poco que le prestemos atención. “Desde conseguir la cantidad perfecta de burbujas hasta extraer los mejores sabores, hacer cerveza requiere mucha física”.

¿Las burbujas suben o bajan?

La próxima vez que pidas una caña (o una pinta) en un bar, fíjate en las burbujas. ¿Suben o bajan? La respuesta correcta es: las dos cosas a la vez.

Esto ocurre porque mientras una cerveza bien tirada se asienta, en el interior del vaso se forma una corriente circular: el líquido en el centro del vaso sube, haciendo que el que está en los bordes descienda, y con ello sus burbujas.

Esto ocurre con todos los líquidos, pero es especialmente apreciable con la cerveza, y más cuanto más oscura sea (se verá mejor en una Guiness que en una rubia). ¿Quieres comprobarlo? El Institute of Physics te anima a echar un puñado de cacahuetes en tu vaso de cerveza. En un rato verás cómo suben lentamente, a causa de las pequeñas burbujas de aire que llevan consigo. Al llegar a la superficie, las burbujas explotan y los cacahuetes vuelven a bajar. Un consejo: hazte con el vaso de otro para hacer el experimento.

Si la cerveza es marrón, ¿por qué la espuma es blanca?

Los colores de la cerveza van del dorado de la cerveza rubia al negro de la Guiness y similares. Podemos decir que, de media, es de color marrón tostado. La espuma, que está hecha con la misma sustancia, es tirando a blanca.

El motivo es que la espuma dispersa la luz de forma distinta a como lo hace el líquido. Cuando la luz blanca incide sobre la cerveza, ésta absorbe la longitud de onda correspondiente al color azul, pero refleja el verde y el rojo, y por eso se ve marrón.

La espuma, sin embargo, es blanca porque, al atravesarla, la luz se dispersa, se refleja y se refracta cientos de veces. Al final, el resultado es una mezcla de colores que, en conjunto, se ven como blanco en vez de como marrón.

¿Cuánto CO₂ hay en una jarra de cerveza?

El dióxido de carbono se encuentra de forma natural en la cerveza ya que es uno de los elementos resultantes del proceso de fermentación, pero muchos fabricantes añaden más para facilitar la formación de la espuma.

En total, una jarra de cerveza puede contener suficiente CO₂ a presión como para ocupar el volumen de dos jarras y media. Para incorporarlo a la bebida, ésta se mantiene presurizada y el gas se disuelve en el líquido. Cuando la presión se elimina al servir la cerveza, el dióxido de carbono se libera en forma de burbujas.

Aunque el dióxido de carbono disuelto no se puede ver, es fácil comprobar que está ahí. Aquí va otro experimento: vuelve a echar un cacahuete en tu cerveza y fíjate cómo las burbujas empiezan a formarse a su alrededor. Eso es porque se crean lo que se llama puntos de nucleación, lugares de una superficie rugosa donde el CO₂ disuelto se convierte en burbujas. Lo mismo ocurrirá si echas un hielo, una rodaja de limón o cualquier otro objeto con un tacto irregular.

¿En copa, en vaso o en jarra?

El recipiente en el que disfrutamos de una cerveza condicionará la experiencia, ya que de ello depende, por ejemplo, el grado de evaporación o decalentamiento. Por ello el recipiente más adecuado será distinto según el tipo de cerveza.

Un vaso grueso o una jarra con asa aíslan la cerveza del calor de nuestra mano al cogerla, algo que no ocurre si se trata de una copa o un vaso con un cristal más fino. Algunas cervezas se elaboran teniendo en cuenta este factor, y el calor de la mano ayuda a liberar el sabor o a mejorar la textura.

Un vaso grueso o una jarra con asa aíslan la cerveza del calor de nuestra mano al cogerla, algo que no ocurre si se trata de una copa o un vaso con un cristal más fino. Algunas cervezas se elaboran teniendo en cuenta este factor, y el calor de la mano ayuda a liberar el sabor o a mejorar la textura

Las burbujas que suben a la superficie liberan aromas propios de la cerveza, que se apreciarán mejor en un vaso cerrado por arriba, porque contendrán mejor las moléculas evaporadas. Por eso algunas marcas gourmet se sirven en copa, para potenciar la apreciación de los aromas. Sin embargo, cuando bebemos directamente del botellín, el cristal separa totalmente nuestra nariz de la cerveza, por lo que esta cualidad deja de ser plenamente apreciada.

Las cervezas más espumosas se sirven en ocasiones en vasos más finos y altos. Al tener un fondo más estrecho, menos cerveza está en contacto con él y se evita que se formen allí más burbujas, a la vez que se potencia la creación de una capa de espuma más alta en la superficie.

En su explicación, el Institute of Physics anima a hacer otro pequeño experimento: cuando pidas una cerveza, pide también otro vaso, más pequeño, y vierte en él parte de tu bebida. Pasado un rato, prueba a beber de ambos por turnos. Si tienes el paladar bien entrenado, apreciarás diferencias en el sabor, la temperatura, la cantidad de gas y el aroma dependiendo de qué vaso bebas, aunque la cerveza, obviamente, será la misma.