Un estudio revela la ciencia que hay detrás de la técnica tradicional de fabricación de mezcal

Los fabricantes artesanales de mezcal tienen una forma probada y verdadera de saber cuando la bebida ha sido destilada al nivel correcto de alcohol. Echan un poco en un pequeño recipiente y buscan pequeñas burbujas, conocidas como perlas. Si el contenido de alcohol es demasiado alto o demasiado bajo, las burbujas estallan rápidamente. Pero si se mantienen durante 30 segundos más o menos, el nivel de alcohol es perfecto y el mezcal está listo para beber.

Ahora, un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores de dinámica de fluidos revela la física detrás del truco. Utilizando experimentos de laboratorio y modelos informáticos, los investigadores muestran que un fenómeno conocido como el efecto Marangoni ayuda a que las burbujas de mezcal se mantengan un poco más cuando el contenido de alcohol está alrededor del punto dulce del 50%. Además de mostrar los fundamentos científicos de algo que los artesanos han conocido durante siglos, los investigadores dicen que los hallazgos revelan nuevos detalles fundamentales sobre la vida de las burbujas en las superficies líquidas.

El estudio, una colaboración entre investigadores de la Universidad de Brown, la Universidad Nacional Autónoma de México, la Universidad de Toulouse y otros lugares, se publicó el 3 de julio en la revista Scientific Reports.

Cuando Roberto Zenit, profesor de la Escuela de Ingeniería de Brown y autor principal del estudio, escuchó por primera vez acerca del truco de la burbuja, dijo que estaba intrigado al instante.

"Uno de mis principales intereses de investigación son las burbujas y cómo se comportan", dijo Zenit. "Así que cuando uno de mis estudiantes me dijo que las burbujas eran importantes para hacer mezcal, que es una bebida que realmente disfruto con mis amigos, me fue imposible no investigar cómo funciona".

Los investigadores comenzaron haciendo experimentos para ver cómo el cambio del nivel de alcohol del mezcal cambió la vida de las burbujas. Aguaron algunas muestras de mezcal y añadieron alcohol etílico puro a otras. Luego reprodujeron el truco del chorro en el laboratorio mientras cronometraban cuidadosamente las burbujas. Descubrieron que, sin duda, el nivel de alcohol afectaba drásticamente a la vida útil de las burbujas. En muestras inalteradas, las burbujas duraban de 10 a 30 segundos. Tanto en las muestras fortificadas como en las aguadas, las burbujas explotan instantáneamente.

Habiendo demostrado que las burbujas realmente pueden ser un indicador del contenido de alcohol, el siguiente paso fue averiguar por qué.

Para ello, Zenit y sus estudiantes comenzaron simplificando los experimentos de fluidos con mezclas de agua pura y alcohol. Esos experimentos mostraron que, como con el mezcal, las burbujas tendían a durar más tiempo cuando la mezcla estaba cerca del 50% de agua y 50% de alcohol. Los investigadores determinaron que la vida extra de las burbujas se debía en gran medida a la viscosidad. Las burbujas tienden a durar más tiempo en fluidos más viscosos, y la viscosidad de las mezclas de alcohol-agua alcanza picos de alrededor del 50%.

Los artesanos que fabrican mezcal, una bebida espirituosa tradicional mexicana, han sabido durante siglos que las burbujas de larga duración en la superficie de la bebida son un indicador de que ha sido destilada al nivel de alcohol adecuado. Un nuevo estudio revela la ciencia detrás de por qué es así. En parte, tiene que ver con lo que se conoce como el efecto Marangoni. Ciertos químicos en el mezcal hacen que el líquido convecte hacia arriba en las membranas de las burbujas, lo que ayuda a mantenerlas por un período más largo.

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Sin embargo, las burbujas en las mezclas de agua y alcohol al 50% no duraban tanto como las del mezcal. Zenit y sus estudiantes se dieron cuenta de que debe haber algo en el mezcal que amplifique el efecto de la viscosidad. Para averiguar qué era, usaron cámaras de video de alta velocidad para observar cuidadosamente las burbujas a lo largo de sus vidas.

El video reveló algo sorprendente, dijo Zenit. Mostraba una convección ascendente de líquido desde la superficie del mezcal hacia las membranas de las burbujas.

"Normalmente, la gravedad hace que el líquido de una película de burbujas se escurra, lo que finalmente hace que la burbuja reviente", dijo Zenit. "Pero en las burbujas de mezcal, hay una convección ascendente que repone el líquido y extiende la vida de la burbuja".

Con la ayuda de algunos modelos informáticos, los investigadores determinaron que un fenómeno conocido como la convección de Marangoni era responsable de este movimiento ascendente. El efecto Marangoni se produce cuando los fluidos fluyen entre áreas de diferente tensión superficial, que es la fuerza de atracción entre las moléculas que forma una película de la superficie de un fluido. El mezcal contiene una variedad de químicos que actúan como surfactantes-moléculas que cambian la tensión superficial. Como resultado, las burbujas que se forman en la superficie del mezcal tienden a tener una mayor tensión superficial que el fluido lleno de surfactantes que hay debajo. Esa diferente tensión superficial atrae el fluido hacia la burbuja, aumentando su vida útil.

Al amplificar la tendencia existente a la formación de burbujas más duraderas en mezclas con un 50% de alcohol, el efecto Marangoni impulsado por los surfactantes hace que las burbujas sean un indicador fiable del contenido de alcohol en el mezcal.

Zenit, que es de México, dijo que era gratificante arrojar nueva luz sobre esta técnica artesanal.

"Es divertido trabajar en algo que tiene tanto valor científico como cultural, que es parte de mi formación", dijo. "Estos artesanos son expertos en lo que hacen. Es genial poder corroborar lo que ya saben y demostrar que tiene un valor científico más allá de la fabricación de mezcal."

Los conocimientos generados por el trabajo podrían ser útiles en una variedad de procesos industriales que involucran burbujas, dijeron los investigadores. También podría ser útil en la investigación medioambiental.

"Por ejemplo", escriben los investigadores, "la vida útil de las burbujas de superficie podría utilizarse como herramienta de diagnóstico para inferir la presencia de surfactantes en un líquido: si la vida útil es mayor que la esperada de un líquido puro/limpio, entonces lo más probable es que el líquido esté contaminado".

Fuente: Phys.org