Las burbujas
no reciben el reconocimiento que merecen. Hacen que el pan suba, son
responsables de los agujeros de muchos quesos, del sabor agrio de algunos
refrescos, del crujido de los nudillos y de la efervescencia de una pastilla de
Alka-Seltzer. Pueden provocar el "desmayo" de los buceadores que
salen a la superficie demasiado rápido, pueden hacernos eructar (o algo peor) y
pueden provocar la erupción de géiseres. Pero en la vida doméstica, para la
mayoría de las personas las burbujas indican que el agua de una olla está
hirviendo.
¿Por qué
hierve el agua en una olla?
El agua que
está en contacto más cercano con las superficies conductoras de calor se
transforma en gas y forma una burbuja de vapor de agua que, al ser menos densa
que el agua líquida, sube hacia la superficie. Cuando se forma una burbuja, desplaza
parte del líquido, y esto a su vez eleva el nivel del agua. El nivel debe
elevarse contra la presión del aire (presión atmosférica) que empuja hacia
abajo sobre la superficie.
Por tanto, la
ebullición solo puede comenzar cuando la presión dentro de una burbuja es igual
a la presión atmosférica. Como la presión dentro de una burbuja es proporcional
a la temperatura, el agua hierve más fácilmente en la cima de una montaña que a
nivel del mar, porque hay menos "atmósfera" sobre ella y, en consecuencia,
menos presión que vencer. Pero como la ebullición en altura tiene lugar a una
temperatura más baja, los tiempos de cocción son mayores.
Géiseres y
ollas a presión
Por el
contrario, los tiempos de cocción se pueden acortar aumentando la presión sobre
el agua, como ocurre en una olla a presión. En una olla hermética de este tipo
se necesita una temperatura más alta para superar la presión que se crea al no
permitir que escape el vapor producido.
Los géiseres,
que son básicamente ollas a presión naturales que se producen en áreas de
actividad volcánica subterránea. A medida que el agua se filtra profundamente
en el suelo, se vuelve extremadamente caliente, pero no puede formar burbujas. Como
acabo de decir, para formar una burbuja hay que desplazar el agua. En el caso
de un géiser, es toda el agua entre la burbuja y la superficie la tiene que ser
levantada para dejar espacio para el vapor de agua.
Esa es una
presión demasiado alta para superar, por lo que el agua se
"sobrecalienta" y comienza a ascender a través del agua más fría que
está por encima, de manera muy similar a cómo el aire caliente se eleva sobre
el aire más frío. Finalmente, el agua caliente alcanza un nivel en el que la
presión es tal que puede comenzar a hervir. El agua sobrecalentada estalla en
una ebullición explosiva y obliga a toda el agua que está por encima a brotar
del géiser. El agua expulsada se filtrará lentamente a través del suelo y el
viejo ciclo podrá comenzar de nuevo... una y otra vez.
Burbujas
corporales
Las burbujas
pueden formarse incluso en el interior de nuestro cuerpo. El crujido de los
nudillos, por ejemplo, es causado por la explosión de burbujas. El líquido que
rodea nuestras articulaciones contiene gases disueltos. Cuando se estira una
articulación, la presión sobre el líquido se reduce y los gases pueden
"salir" de la solución articular. Estos gases tardan unos quince
minutos en volver a disolverse, lo que explica por qué existe un período antes
de que se pueda volver a hacer crujir el mismo nudillo. Hacer crujir los
nudillos no es peligroso, pero la formación de burbujas en la sangre puede ser
un problema grave.
Los
buceadores deben respirar aire comprimido para superar la presión que ejerce el
agua sobre sus pulmones. Bajo tales presiones, el nitrógeno, que constituye el
ochenta por ciento del aire que respiran, se vuelve más soluble en la sangre
que en condiciones normales. Si el buceador sale a la superficie demasiado
rápido, el nitrógeno gaseoso se desprenderá de la solución a medida que se
reduzca la presión. Estas burbujas pueden interferir con el flujo sanguíneo y
causar un efecto doloroso y potencialmente letal.
Salir a la
superficie lentamente permite una liberación controlada del nitrógeno y reduce
el riesgo. Aun así, algo de nitrógeno permanece disuelto en la sangre. Por eso
no es una buena idea bucear y luego volar en avión el mismo día. La presión
reducida en el avión puede provocar la liberación de burbujas de nitrógeno
residuales. El problema, especialmente en inmersiones profundas, se puede
evitar reemplazando el nitrógeno en el tanque con helio, que es mucho menos
soluble en la sangre.
Burbujas
útiles
En ocasiones,
las burbujas también pueden resultar útiles. El queso se beneficia de la
producción de dióxido de carbono durante el proceso de maduración. Los agujeros
se forman cuando las burbujas de dióxido de carbono se liberan en el queso
mientras se cuaja. El dióxido de carbono también se forma por la acción de la
levadura sobre el almidón y, por lo tanto, hace que el pan suba y el champán o
la cerveza burbujeen.
La sensación
de hormigueo que disfrutamos cuando bebemos una bebida carbonatada también se
debe, por supuesto, al dióxido de carbono. Las burbujas crecen y se expanden en
los pequeños espacios de aire de la lengua y la garganta, lo que provoca una
sensación de presión agradable. Las burbujas de dióxido de carbono pueden
incluso tener un efecto teatral. Cuando se sumerge un trozo de dióxido de
carbono sólido (conocido como hielo seco) en agua tibia, el calor vaporiza la
sustancia, produciendo un impresionante burbujeo.
Hablando de
teatralidad, se puede generar dióxido de carbono haciendo reaccionar
bicarbonato de sodio con un ácido. Esta reacción se utiliza en el clásico
proyecto de ciencias de la escuela para hacer un “volcán”, así como en algunos
medicamentos que burbujean cuando se disuelven en agua. El efecto “plop, plop,
fizz, fizz” está diseñado únicamente para complacer a las personas que creen
que una solución burbujeante es de alguna manera más eficaz. No es así.
El Fizz
Keeper y la ley de Henry
Circula por
internet (al menos yo nunca lo he visto en tiendas) un aparatito llamado Fizz Keeper
cuyos distintos fabricantes anuncian como un dispositivo utilizado para
preservar la carbonatación en bebidas no alcohólicas. Se compone de una pequeña
bomba de mano que se enrosca en la parte superior de una botella de plástico de
cualquier refresco carbonatado para bombear aire dentro de la misma y mantener
así la carbonatación que siempre se pierde con el paso del tiempo.
Cuando se carbonata una botella de refresco, que se presuriza con dióxido de carbono, la presión en el interior de la botella es mayor que la atmosférica. Al destapar el envase, la presión que existe dentro de la botella se iguala con la presión atmosférica.
De acuerdo con la Ley de Henry, el exceso de dióxido de carbono disuelto en la bebida sale de la solución. Si tienen eso en mente, coincidirán conmigo en que los distintos Fizz Keeper publicitados entran en misma la categoría de teatralidad que el hielo seco, los volcanes escolares, las pastillas efervescentes y el timo de la estampita. Porque, como verán, los fabricantes obviamente no están familiarizados con la Ley de Henry.
William Henry
fue un químico inglés que observó que la solubilidad de un gas (el dióxido de
carbono en el caso de los refrescos) en un líquido es proporcional a la presión
de ese gas sobre la solución. Los demás gases que se encuentren por encima de
la solución no importan.
Pensemos ahora
en una bebida carbonatada. Antes de sellar la botella, se presuriza con una
mezcla de aire y dióxido de carbono. La presión del dióxido de carbono sobre el
líquido es muy alta (unas tres atmósferas) diez mil veces más alta que la
presión parcial del dióxido de carbono en el aire (0,0004 atmósferas), por lo
que en el líquido se disuelve una gran cantidad de dióxido de carbono.
Cuando se
abre la botella, el gas presurizado, el exceso de dióxido de carbono, que era
el responsable de la efervescencia, se escapa. Ahora solo queda dióxido de
carbono atmosférico para ejercer una presión sobre la solución y esta presión
es minúscula (0,0004 atmósferas).
Por lo tanto, una vez que se ha abierto la botella, la única forma de evitar la pérdida de dióxido de carbono disuelto es volviendo a presurizarla con dióxido de carbono, no con aire. Lo siento por reventar la burbuja de los Fizz Keeper, un cacharrito que, por cierto, fue inventado hace ya casi cien años.
