Los cocineros experimentados pueden saber cuándo el aceite de cocina está a la temperatura adecuada por el sonido chisporroteante producido al insertar palillos húmedos.
Palillos humedecidos, gotas de agua en aceite de cocina caliente revelan dinámicas de burbujas y características de sonido complicadas.
Como su nombre lo indica, la mecánica de fluidos es una rama de la física que se ocupa de la mecánica de los fluidos (líquidos, gases y plasmas) y las fuerzas que actúan sobre ellos. Se puede dividir en dos áreas de estudio:estática de fluidos y dinámica de fluidos.
Mientras que muchos investigadores de dinámica de fluidos se ocupan del flujo de fluidos, un equipo de científicos analizó recientemente algo un poco más explosivo:¿qué sucede cuando una gota de agua o una gota de masa chocan con aceite caliente?
Los cocineros experimentados pueden determinar cuándo el aceite de cocina ha alcanzado la temperatura adecuada para freír insertando palillos humedecidos en el aceite caliente. Se forman burbujas en los palitos y el sonido chisporroteante que producen puede indicarle al cocinero cuándo es el momento de agregar alimentos a la sartén.
En la revista Physics of Fluids , por AIP Publishing, investigadores de los Estados Unidos, Canadá y Arabia Saudita estudiaron cuidadosamente las burbujas que se forman cuando las gotas de agua entran en contacto con el aceite de cocina caliente. Cuando los investigadores insertaron palillos humedecidos en aceite caliente, encontraron que el tipo y la cantidad de burbujas formadas dependían de la cantidad de agua absorbida por los palillos, así como del material de los palillos.
Cavidad de explosión que se forma cuando una gota de agua golpea aceite caliente. Crédito:Tadd T. Truscott
Experimentaron con gotas de agua y gotas de masa suspendidas en la punta de un palillo. La gota de agua explotó cuando golpeó el aceite caliente, donde la gota de masa desarrolló burbujas sobre su superficie.
Para investigar más a fondo lo que sucede cuando los alimentos se colocan en aceite caliente, los investigadores utilizaron un pequeño trozo de papel humedecido con agua como modelo. Descubrieron que la cantidad y el tipo de burbujeo en este caso dependían tanto de la cantidad de agua como de la temperatura. Observaron que se formaban diferentes tipos de cavidades de vapor en el aceite caliente cuando el agua se encontraba con él.
Estos experimentos iniciales llevaron a una serie de estudios más controlados utilizando una configuración que permitía agregar gotas de agua al aceite caliente desde un cable aéreo en un escenario móvil. Se utilizó una cámara de alta velocidad y un micrófono sensible para recopilar datos detallados sobre la forma de las burbujas que se forman cuando la gota de agua golpea el aceite caliente y el sonido chisporroteante que hacen cuando revientan.
Video de la cavidad de explosión que se forma cuando una gota de agua golpea aceite caliente. Crédito:Tadd T. Truscott
"Encontramos tres tipos de eventos de burbujas en nuestros experimentos:una cavidad de explosión, una cavidad alargada y una cavidad oscilante", dijo el autor Tadd Truscott.
La cavidad de explosión se forma cuando una gota de agua ingresa al aceite caliente y sufre una microexplosión debido al aumento repentino de la temperatura, formando una burbuja de vapor que puede romper la superficie. La cavidad alargada involucra una gota de agua que explota sin romper la superficie.
La cavidad oscilante ocurre cuando la gota se desliza del cable y se sumerge rápidamente. Se somete a un proceso de explosión de varios pasos y comienza a oscilar antes de romperse en numerosas burbujas pequeñas.
Las señales de audio del micrófono revelaron que los tres tipos de cavidades producían diferentes características acústicas o de sonido.
“Podemos distinguir diferentes características de señal acústica para cada tipo de cavidad”, dijo Truscott. "Descifrar las señales de sonido podría dar lugar a futuras aplicaciones, como la detección acústica de la generación de aerosoles".
Referencia:"Morfología de la dinámica de burbujas y el sonido en aceite calentado" por Akihito Kiyama, Rafsan Rabbi, Zhao Pan, Som Dutta, John S. Allen y Tadd T. Truscott, 7 de junio de 2022, Física de fluidos .
DOI:10.1063/5.0088065
