Studio indaga su come il caffè si espande nel latte
Scienze
Una ricerca pubblicata su Nature Communications, ispirata dalla comune miscelazione delle due bevande, ha offerto spunti sulla fisica dei liquidi che potrebbero avere implicazioni nel mondo dell'ingegneria e dell'ambiente
Si dice che Isaac Newton intuì la legge di gravità dopo essere stato colpito in testa da una mela caduta da un albero. Alcuni studiosi affascinati dal colore scuro del caffè che si fa strada in un bicchiere di latte, fenomeno non meno banale della mela caduta dal ramo, avrebbero imparato nuove lezioni sulla fisica dei liquidi. Per quanto possa sembrare singolare, l'osservazione dello schema "multistrato" con il quale il caffè si espande in un bicchiere di latte caldo è stato oggetto di uno studio scientifico da parte dei ricercatori della prestigiosa università di Princeton. Quanto è stato scoperto, avrebbe interessanti implicazioni per il mondo dell'ingegneria e dell'ambiente. I risultati sono riassunti in un paper pubblicato su Nature Communications.
Lo studio
"La formazione della struttura" del caffè "nel latte è sorprendente perché si evolve dall'iniziale e caotico versamento iniziale e dalla successiva miscelazione dei fluidi in una disposizione di strati molto organizzata e distinta", ha detto Nan Xue, principale autore dello studio. Questa complessità organizzata non è soltanto gradevole da vedere, ma anche rivelatrice. "Dal punto di vista della manifattura, un singolo processo di colata è molto più semplice della tradizionale sovrapposizione sequenziale di strati in un prodotto multilivello", ha affermato uno degli autori, Howard Stone, "in un'applicazione di questo studio, stiamo esplorando la fisica che sta dietro alla creazione di un'intera struttura a livelli in un solo passaggio, in alternativa al sistema basato sull'impilare gli strati". E' lo stesso Stone a riferire che l'intero progetto è stato ispirato da una foto ricevuta via email nella quale veniva mostrato un bicchiere di latte che presentava le comuni stratificazioni del caffè appena versato al suo interno. Dalla foto Xue e Stone hanno dato l'avvio ai loro esperimenti di laboratorio, utilizzando proprio latte e caffè per compiere le proprie osservazioni.
Le scoperte
In seguito agli esperimenti, i ricercatori di Princeton hanno scoperto che dietro alla formazione degli strati nel caffè latte esistono schemi fisici quantificabili e prevedibili implicati dalla fisica dei liquidi. In una fase successiva Xue e colleghi hanno replicato il gesto dei barman con acqua tinta in sostituzione del caffè e acqua salata, e dunque più densa, come liquido recipiente al posto del latte. Un pannello di diodi emettitori di luce e una telecamera hanno illuminato e catturato il movimento dei fluidi all'interno della miscela. Quando si versa il caffè nel latte caldo accade il seguente fenomeno: i due fluidi, di diversa densità, si scambiano calore attraverso il movimento dei loro materiali costitutivi, i liquidi più densi e più freddi affondano, mentre i liquidi più leggeri e più caldi salgono (il caffè, in questo caso). Questo processo di affondamento e risalità si ferma quando la densità locale in una regione all'interno del latte (il liquido più denso) si avvicina ad un equilibrio. Di conseguenza, il fluido leggero (il caffè) deve fluire orizzontalmente, piuttosto che verticalmente, creando bande o strati distinti. "La scoperta più stupefacente potrebbe essere che esiste un'analogia perfetta tra la stratificazione in un caffè latte e la stratificazione conosciuta ed estremamente rilevante dell'acqua con diverse temperature e concentrazioni di sale nell'oceano", ha commentato Detlef Lohse, professore di meccanica dei fluidi presso l'Università di Twente (Olanda), non coinvolto nello studio.
