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La física detrás de las capas en tu café con leche

Ha habido algo así como una carrera armamentista en la barra de café. El café con infusión de nitrógeno, la preparación fría, las variaciones en el café que se vierte y los 1, 7 millones de permutaciones de café expreso y leche de Starbucks siguen subiendo la apuesta casi todos los años. Pero la última tendencia son los lattes en capas, en los que la bebida de color chocolate normalmente uniforme se sirve separada en varios tonos marrones distintos y encantadores.

Hacer uno no es demasiado difícil. Pero descubrir por qué forma capas es un poco más desafiante. Como Joanna Klein en The New York Times informa, los físicos han descubierto el truco, y la respuesta puede ayudar en otros campos tan diversos como la fabricación y la oceanografía.

Como informa Klein, la forma correcta de preparar un café con leche es verter un trago o dos de espresso en el vaso antes de verter leche caliente al vapor en el café. Pero hacerlo de la otra manera, vertiendo lentamente el café en un vaso de leche al vapor, a menudo hace que se formen capas. El ingeniero retirado Bob Fankhauser accidentalmente hizo un café con leche al revés en su casa de Portland, Oregon, y quedó intrigado por la forma en que se formaron las capas.

Envió una imagen de su brebaje rayado a Howard Stone, un investigador de dinámica de fluidos en Princeton, para una explicación. Stone también estaba desconcertado por el truco, y le encargó a su estudiante graduado Nan Xue que investigara la física del café con leche en capas. Detallaron su descubrimiento en la revista Nature Communications . "Es un fenómeno realmente intrigante", le dice Fankhauser a Klein. "No hay una razón obvia para que el líquido se organice en diferentes capas de densidad".

Según un comunicado de prensa, Xue comenzó a estudiar el fenómeno haciendo realmente lattes en su laboratorio. El análisis de las temperaturas y las tasas de vertido llevaron a Xue a creer que era posible describir la física que tiene lugar en la bebida. Entonces, el equipo cambió a un sustituto menos apetitoso usando agua teñida calentada y sembrada con partículas trazadoras para imitar el espresso y el agua salada tibia y relativamente densa para la leche. Luego, Xue iluminó el modelo con LED y activó esta configuración con un láser, fotografiando el proceso de mezcla del agua teñida con el agua salada.

Lo que el equipo encontró es un proceso llamado convección de doble difusión: es el mismo fenómeno que forma capas en el océano, informa Klein. En ese proceso, cuando los líquidos de diferentes temperaturas y densidades, como el espresso caliente y la leche tibia, se vierten juntos, no se arremolinaban completamente. En cambio, solo se mezclan los límites de estas capas: el líquido más caliente calienta una sección del líquido más denso y frío (como la leche) haciendo que se eleve ligeramente, y la capa más densa más fría enfría parte de la capa menos densa (café) haciendo que se hunda un poco. Este proceso crea "celdas de convección" que fluyen horizontalmente, no verticalmente (lo que destruiría las capas), dando como resultado una serie de bandas de color. Como informa Klein, la mezcla es sorprendentemente estable y, al menos en el café, puede durar horas o incluso días, siempre que la mezcla sea más caliente que el aire circundante.

Pero no es tan simple como verter el café a través de la leche. Según el comunicado de prensa, la velocidad a la que se vierte el café también es importante. Agréguelo muy lentamente y el café se mezclará uniformemente con la leche, evitando que se formen las capas.

Si bien es un experimento científico bastante bueno para los baristas aburridos, también podría tener implicaciones para los fabricantes. Stone dice en el comunicado de prensa que descubrir cómo hacer capas con un solo vertido podría ayudar con los procesos que actualmente requieren construir una estructura capa por capa.

Detlef Lohse, de la Universidad de Twente en los Países Bajos, que no participa en el estudio, también dice que el estudio puede ayudar a los investigadores a comprender el mundo natural. "El hallazgo más sorprendente puede ser que existe una analogía perfecta entre las capas en un café con leche y las capas de agua conocidas y extremadamente relevantes con diferentes temperaturas y concentraciones de sal en el océano", dice en el comunicado.

Lo que trae a la mente otra posible variación del café: el café con agua del océano. Tiene que ser mejor que un Frappuccino de algodón de azúcar.

La física detrás de las capas en tu café con leche