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A Física Por Trás Das Camadas Em Seu Latte

Houve uma espécie de corrida armamentista acontecendo no balcão de café. Café com infusão de nitrogênio, bebida gelada, variações de café derramado e 1, 7 milhão de permutações de café expresso e leite da Starbucks continuam aumentando a demanda quase todos os anos. Mas a tendência mais recente é o latte em camadas, no qual a bebida cor de chocolate, normalmente uniforme, é servida separada em vários tons distintos e adoráveis ​​de marrom.

Fazer um não é muito difícil. Mas descobrir por que forma camadas é um pouco mais desafiador. Como Joanna Klein, do The New York Times, relata, os físicos descobriram o truque e a resposta pode ajudar em outros campos tão diversos quanto manufatura e oceanografia.

Como Klein relata, a maneira correta de fazer um café com leite é despejar uma ou duas doses de café expresso no copo antes de despejar leite quente no café. Mas fazê-lo de outra maneira - despejando o café lentamente em um copo de leite cozido - geralmente faz com que camadas se formem. O engenheiro aposentado Bob Fankhauser acidentalmente fez um latte para trás em sua casa em Portland, Oregon, e ficou intrigado com a forma como as camadas se formaram.

Ele enviou uma imagem de sua mistura listrada para Howard Stone, um pesquisador de dinâmica de fluidos em Princeton, para uma explicação. Stone também ficou perplexo com o truque e encarregou seu aluno de pós-graduação Nan Xue de investigar a física do latte em camadas. Eles detalharam sua descoberta na revista Nature Communications . "É um fenômeno realmente intrigante", diz Fankhauser a Klein. "Não há razão óbvia para que o líquido se organize em diferentes camadas de densidade."

De acordo com um comunicado de imprensa, Xue começou a estudar o fenômeno fazendo verdadeiros lattes em seu laboratório. A análise das temperaturas e vazões levou Xue a acreditar que era possível descrever a física que ocorre na bebida. Assim, a equipe mudou para um substituto menos apetitoso usando água tingida aquecida semeada com partículas marcadoras para imitar o café expresso e água salgada morna e relativamente densa para o leite. Xue então iluminou o modelo com LEDs e acertou essa configuração com um laser, fotografando o processo da água tingida se misturando com a água salgada.

O que a equipe encontrou é um processo chamado convecção double-diffusive - é o mesmo fenômeno que faz camadas no oceano, relata Klein. Nesse processo, quando líquidos de diferentes temperaturas e densidades, como café quente e leite morno, são despejados juntos, eles não se misturam completamente. Em vez disso, apenas os limites dessas camadas se misturam: o líquido mais quente aquece uma parte do líquido mais frio e denso (como o leite) fazendo com que suba levemente e a camada mais densa resfrie parte da camada menos densa (café). fazendo com que ele afundasse ligeiramente. Esse processo cria “células de convecção” que fluem horizontalmente, não verticalmente (o que destruiria as camadas), resultando em uma série de bandas de cores. Como Klein relata, a mistura é surpreendentemente estável e, pelo menos no café, pode durar horas ou mesmo dias, desde que a mistura esteja mais quente que o ar circundante.

Mas não é tão simples quanto derramar o café no leite. De acordo com o comunicado de imprensa, a taxa em que o café é derramado também é importante. Adicione-o devagar demais e o café misturar-se-á uniformemente com o leite, evitando que as camadas se formem.

Embora seja um experimento científico muito legal para baristas entediados, isso pode ter implicações para os fabricantes também. Stone diz no comunicado de imprensa que descobrir como fazer camadas com um único vazamento poderia ajudar com processos que atualmente requerem a construção de uma estrutura camada por camada.

Detlef Lohse, da Universidade de Twente, na Holanda, não envolvido com o estudo, também diz que o estudo pode ajudar os pesquisadores a entender o mundo natural. "A descoberta mais impressionante pode ser a perfeita analogia entre a estratificação em um café latte e a conhecida e extremamente relevante camada de água com diferentes temperaturas e concentrações de sal no oceano", diz ele no comunicado.

O que me traz à mente outra possível variação do café: o café com água do mar. Tem que ser melhor que um Frappuccino de Algodão Doce.

A Física Por Trás Das Camadas Em Seu Latte