La fisica della schiuma: un modello complesso
La birra, bevanda amata in tutto il mondo, si rivela un laboratorio ideale per studiare la fisica delle schiume. La sua schiuma, un intricato sistema di bolle d’aria separate da sottili film liquidi, deve mantenere una stabilità precaria per non collassare. Un team di fisici del Politecnico federale di Zurigo, in collaborazione con l’Università Tecnologica di Eindhoven, ha dedicato sette anni a svelare i segreti di questa stabilità, pubblicando i risultati sulla rivista Physics of Fluids.
Contrariamente a quanto si pensava, la stabilità della schiuma non dipende unicamente dalle proteine derivate dal malto d’orzo, che influenzano viscosità e tensione superficiale. Gli esperimenti hanno dimostrato che il meccanismo è molto più complesso e varia a seconda del tipo di birra.
Birre a confronto: fermentazione e stabilità
La ricerca ha analizzato diverse tipologie di birra, rivelando che le belghe a tripla fermentazione vantano la schiuma più stabile, seguite dalle birre a doppia fermentazione. Le lager a singola fermentazione, invece, mostrano una schiuma più effimera. Questa differenza è legata ai diversi meccanismi che influenzano la stabilità della schiuma in ciascun tipo di birra.
Nelle birre lager, la viscosità superficiale, influenzata dalla quantità di proteine, è il fattore determinante. Più proteine sono presenti, più il film attorno alle bolle diventa viscoso e la schiuma si stabilizza. Nelle birre trappiste a multifermentazione, invece, la viscosità superficiale è minima e la stabilità dipende dall’effetto Marangoni, un fenomeno fisico legato alla tensione superficiale non uniforme.
L’effetto Marangoni e la proteina LTP1
L’effetto Marangoni si verifica quando un liquido presenta una tensione superficiale non uniforme, creando gradienti che influenzano il movimento del fluido. Questo fenomeno gioca un ruolo cruciale nella stabilità della schiuma delle birre a multifermentazione. Un altro fattore chiave è la proteina LTP1, che, a seguito delle fermentazioni multiple, viene denaturata e agisce come un tensioattivo, aumentando la stabilità delle bolle.
Come sottolinea Jan Vermant, coordinatore dello studio, “La stabilità della schiuma non dipende linearmente da singoli fattori: non si può semplicemente cambiare qualcosa e ottenere il risultato giusto. La chiave è lavorare su un meccanismo alla volta, e non su più meccanismi contemporaneamente”.
Implicazioni oltre la birra: antincendio e medicina
La ricerca ha implicazioni che vanno ben oltre il mondo della birra. Comprendere i meccanismi che regolano la stabilità delle schiume può portare a innovazioni in diversi settori. Ad esempio, nella produzione di prodotti antincendio, una schiuma più stabile potrebbe garantire una maggiore efficacia nell’estinguere le fiamme. In medicina, la terapia delle vene varicose potrebbe beneficiare di schiume più durature, migliorando l’efficacia dei trattamenti.
Un brindisi alla scienza e all’innovazione
Questa ricerca dimostra come la fisica, applicata a un oggetto quotidiano come la birra, possa svelare meccanismi complessi e aprire nuove frontiere in diversi settori. Un brindisi alla curiosità scientifica e alla capacità di trasformare la conoscenza in innovazione!