Mmm … primero tomémonos un momento para pensar en las cálidas noches de verano cuando nuestros padres llegaban a casa del trabajo con una sola bolsa de papel marrón. Dentro de la bolsa había una cerveza de raíz dulce de color caramelo y un delicioso helado de vainilla dorado. Coges una taza congelada, sacas una, dos, tres cucharadas gigantes de helado y viertes soda fría con cuidado a lo largo del borde del vaso. El resultado: un brebaje cremoso y espumoso llamado flotador de cerveza de raíz. Lo más probable es que muchos de nosotros tengamos recuerdos similares (tal vez con una ligera variación, como la vaca púrpura, que tiene refresco de uva en lugar de cerveza de raíz), y todos podríamos habernos detenido para pensar de dónde viene toda esa espuma.
Los refrescos y otras bebidas gaseosas han disuelto dióxido de carbono en ellos. Para obtener el compuesto gaseoso típico en refrescos, se requiere una gran cantidad de presión. Se necesita una alta presión para obtener el dióxido de carbono, y cuando se elimina la presión (como cuando se abre una lata de refresco), las burbujas de gas comienzan a escaparse. Por lo general, esto sucede lentamente, pero si sacudes la lata de refresco, las burbujas de gas chocan contra las paredes de la lata. Las paredes actúan como “sitios de nucleación”, que es solo un lugar para que algo (en este caso, burbujas de dióxido de carbono) comience a formarse. Cuando abre la lata, las burbujas adheridas a la pared también actúan como sitios de nucleación, queriendo expandirse, desencadenar una reacción en cadena y causar una explosión desordenada.
Cuando se mezclan helado y refresco, el helado 1) proporciona un sitio de nucleación adicional para las burbujas de dióxido de carbono, 2) se derrite debido a la soda, que descubre bolsas de aire microscópicas que mejoran aún más la nucleación, y 3) contiene compuestos grasos y proteínas que cubra las burbujas y póngalas en la parte superior cuando floten. Entonces, esa capa espumosa superior es una mezcla grasosa y burbujeante que se forma debido a la nucleación del dióxido de carbono en el helado.
La grasa y las proteínas encapsulan el dióxido de carbono de forma similar a como se forma una pompa de jabón. Una pompa de jabón tiene dos capas de capas delgadas de moléculas de jabón que intercalan una capa de agua. Los grupos funcionales que aman el agua en el jabón apuntarán hacia la capa de agua, mientras que los grupos con problemas de agua apuntarán lejos del agua. El ácido oleico, por ejemplo, es común en la crema (utilizada para hacer helados) y tiene un grupo final de ácido carboxílico que ama el agua y una cadena de carbono que evitará el agua. Una burbuja actúa como una lámina elástica con una tensión superficial que resiste las fuerzas externas. Los surfactantes como el jabón en realidad reducen la tensión superficial del agua al aumentar el espacio entre las moléculas de agua. Sin embargo, una burbuja de jabón (y, por analogía, una burbuja flotante de cerveza de raíz) dura más en relación con una burbuja de agua (o simplemente una burbuja de cerveza de raíz normal) porque el jabón estabiliza las burbujas a través del efecto Marangoni.
Factores externos como la gravedad actúan sobre la burbuja tan pronto como se forma. Esto significa que la parte superior de la burbuja se vuelve más delgada a medida que los líquidos fluyen hacia abajo. Si una burbuja se vuelve demasiado delgada, explotará. El efecto Marangoni explica que dado que el agua tiene una tensión superficial más alta que el jabón, una burbuja tiene un gradiente de tensión superficial (similar a un gradiente de temperatura, como cuando toca una estufa caliente y el calor se transfiere a la mano más fría). El agua de mayor tensión superficial tira del jabón de tensión superficial inferior, y el jabón fluye hacia el agua, hacia la parte superior delgada de la burbuja. El jabón aumenta la integridad general de la burbuja mediante el fortalecimiento de la burbuja más débil.
Es difícil decir exactamente qué compuesto en helado (aunque es probable que esté contenido en la grasa láctea) contribuye al recubrimiento de las burbujas, pero se puede hacer una buena comparación entre la espuma de helado y la espuma del mar, que se debe a proteínas y grasa de microorganismos acuáticos. Ahora, necesito ir a comprar cerveza de raíz y helado.
