Perché le bollicine di champagne volano verso l’alto?

Ambasciatore riconosciuto a livello mondiale dei vigneti francesi, lo Champagne è inseparabile dai grandi eventi come matrimoni o compleanni. Il suono, l’odore e il sapore del tappo sono incomparabili e le sue bollicine si distinguono per la loro delicatezza. Ma le bollicine di champagne si distinguono anche per altri aspetti. In un flauto stretto e slanciato, salgono uno dopo l’altro, formando catene lunghe, dritte, ferme, come salgono irregolarmente le bollicine di altre bibite. Come spieghiamo questa privacy? Omar Atassi, dell’Istituto di meccanica dei fluidi di Tolosa, e colleghi individuano le ragioni di questo comportamento unico.

Quando si apre una bottiglia di champagne o di qualsiasi altra bibita, la pressione interna scende fino a raggiungere l’equilibrio con la pressione atmosferica. Quindi l’anidride carbonica, precedentemente disciolta, forma delle bolle. Una serie di bolle viene generata continuamente da un sito di nucleazione (solitamente un’imperfezione o un difetto sulla parete di vetro). Ogni bolla cresce fino a quando la galleggiabilità di Archimede supera la tensione superficiale mantenendola nel sito di nucleazione. Quindi inizia a salire a una velocità che dipende dal suo volume e dalle proprietà del liquido. Una nuova bolla si materializza quindi nello stesso punto di partenza. Questo percorso seguirà lo stesso percorso del precedente, e così tutti quelli che lo seguiranno, formando una colonna diritta di bolle?

Quando la bolla sale in superficie, crea turbolenza sulla sua scia. Questi vortici deviano le bolle che li seguono lateralmente. Quindi il loro percorso non è più rettilineo. Il disturbo è controllato da una variabile chiamata numero di Reynolds. La catena di bolle diventa instabile se questo numero supera 10. Tuttavia, in un lavoro risalente al 2000, il team di Gérard Leger-Bellier, dell’Università di Reims-Champagne-Ardenne, ha rivelato Quel numero di Champagne Reynolds è anche maggiore di 10! Allora perché le bollicine di champagne sfuggono alle turbolenze?

Sono state avanzate due ipotesi: deformazione delle bolle, che non saranno più sferiche, o contaminazione da parte di molecole tensioattive che abbassano la tensione superficiale all’interfaccia bolla gas-liquido. Per studiare questi due metodi, Omar Atassi e colleghi hanno eseguito esperimenti e simulazioni variando due parametri: la dimensione delle bolle e la quantità di molecole di tensioattivo nel liquido.

Hanno effettivamente dimostrato che le bolle più grandi, che si deformano più facilmente, stabilizzano la catena delle bolle. Ma nel caso dello Champagne, è troppo giovane per entrare in questo sistema di stabilizzazione. I ricercatori hanno dimostrato che le molecole tensioattive – gli acidi grassi dello champagne – sono all’origine dei percorsi rettilinei.

Se il ruolo delle molecole tensioattive nella dinamica delle bollicine di champagne è nuovo, conosciamo già i loro altri vantaggi. Quando le bollicine esplodono sulla superficie del liquido, eruttano goccioline ricche di queste molecole verso le nostre papille gustative, che contribuiscono notevolmente al gusto e alla sensazione di freschezza dello Champagne.

Questi risultati vanno oltre le sole bevande analcoliche. Molti processi industriali, ad esempio nel trattamento delle acque reflue, utilizzano le bolle. Una migliore comprensione delle condizioni in cui le catene stabili si formano o si disperdono migliorerebbe l’efficacia di questi dispositivi.