Sezeryadigar / Getty ImagesDibujo de un vaso tipo tulipa brasileña optimizado, con la denominada boca de corneta, para mantener la cerveza helada durante más tiempoSezeryadigar / Getty Images
A diferencia de otros pueblos, que toman la cerveza a temperaturas más elevadas, a los brasileños mayoritariamente les gusta tomarla extremadamente helada. Con esta predilección en mente, el ingeniero mecánico Cláudio Pellegrini, de la Universidad Federal de São João del-Rei (UFSJ), en Minas Gerais, se valió de sus conocimientos en su especialidad, la mecánica de fluidos, para determinar qué formato de vaso haría que la cerveza se caliente lo menos posible mientras se la toma.
Los resultados que obtuvo mediante modelado matemático generaron una especie de regla general que sería válida y podría adaptarse a cualquier tipo de vaso (tulipa, de una pinta o jarrita), siempre y cuando que el principal objetivo dicho recipiente fuese mantener el líquido helado durante más tiempo: la circunferencia del vaso debe aumentar progresivamente de abajo arriba. A partir de una base estrecha, el diámetro del mismo solo se amplía en dirección a la boca, más ancha, y obedece a una función matemática creciente denominada monótona (o monotónica).
Esta regla genera un vaso alargado con la denominada boca de corneta, que propicia un menor intercambio de calor entre el líquido y el ambiente. Con excepción de su borde, en donde se ubica la mencionada boca de corneta, el recipiente exhibe líneas predominantemente rectas en la mayor parte de su extensión. Los vasos abultados en su base o a mitad de camino hacia su boca, como los que se asemejan a la tulipa brasileña, no serían los ideales para mantener la cerveza helada durante más tiempo, de acuerdo con este trabajo.
Pellegrini aplicó ecuaciones para describir la transferencia de calor entre el vaso y el ambiente en el transcurso del tiempo a los efectos de definir la curvatura más eficaz con miras a minimizar ese proceso. El análisis incluyó un aspecto dinámico del sistema: la transferencia de calor disminuye a medida que la cantidad de cerveza presente en el recipiente también se reduce (en función de su ingesta). Los vasos con la denominada boca de corneta minimizan el intercambio térmico porque la cerveza queda durante más tiempo en su base, que es más ceñida y tiene una menor área de contacto con el ambiente.
“Este estudio puede utilizarse para orientar la fabricación de vasos más eficaces, pues apunta hacia un diseño que no se elabora actualmente”, dice el ingeniero mecánico. De los modelos comerciales más conocidos, el vaso tipo pilsen (alto, con boca abierta y base pequeña) es probablemente el que más se acerca al modelo ideal. Pellegrini dejó disponible en octubre en el repositorio arXiv un preprint (un artículo no publicado y sin revisión por pares) en el cual se refiere a este trabajo. El texto actualiza y desarrolla un abordaje que planteó en un artículo publicado en el año 2019 en la Revista Brasileira de Ensino de Física.
En el artículo anterior, por no haber determinado las dimensiones de los recipientes modelados, Pellegrini arribó a soluciones de poca utilidad práctica: los vasos ideales para conservar fría la cerveza durante más tiempo tenían una capacidad de entre 2 litros (L) y 103 L. El planteo en el actual trabajo incluyo mayores detalles de los recipientes. El investigador utilizó dimensiones fijas para tipos clásicos de vasos, como el pint americano, con capacidad para 473 mililitros (mL), la tulipa brasileña (300 mL) y la jarrita de chopp (473 mL). También definió parámetros básicos de su geometría: la altura y el tamaño de sus circunferencias de la base y la boca. Con estas adaptaciones, el nuevo estudio plantea soluciones cercanas a la realidad. El diseño modificado del vaso tipo tulipa brasileña que ilustra este artículo es una de ellas.
Para modelar matemáticamente este problema, Pellegrini adoptó algunas suposiciones ideales a la hora de concebir los vasos. Dejó de lado la espuma, que ayuda a mantener la cerveza helada, y la transferencia de calor debido al tacto de las manos en los mismos. El cálculo se concentró en el calor que atraviesa el vidrio en la parte lateral del recipiente y en el que entra por arriba debido al contacto entre el aire y la cerveza. El fondo del vaso se ideó aislado del ambiente exterior (en realidad es solamente un vidrio más grueso) y la temperatura del líquido se consideró homogénea.
Pellegrini estaba interesado únicamente en vasos de vidrio y no en recipientes con aislamiento térmico, que se volvieron populares en los últimos años. El más famoso de ellos, el llamado vaso Stanley, utiliza un diseño eficaz ya conocido hace mucho tiempo: el aislamiento térmico causado por el vacío entre la parte interna en contacto con el líquido y la parte externa en contacto con el ambiente.
El artículo tiene su humor, ya que está repleto de ocurrencias. Al referirse al vaso americano, tan común en los bares brasileños, Pellegrini arriba a la conclusión de que el mismo mantiene la cerveza helada debido al proceso más primitivo. “A causa de su escasa capacidad [del vaso], la cerveza es tomada tan rápido que no tiene ni tiempo de calentarse”, dice. Tal afirmación remite a una nota al pie. “Y no, usted no conoce a nadie que tome cerveza tan despacio”, comenta.
Para el físico Peter Schulz, de la Universidad de Campinas (Unicamp), el trabajo de Pellegrini llega en buena hora. “Es una muy agradable sorpresa”, dice. “La ciencia a veces se pone demasiado seria y este artículo indica que existe un espíritu general que apunta a disminuir un poco la circunspección de los trabajos científicos”. A juicio de Vanderlei Bagnato, físico licenciado de la Universidad de São Paulo (USP) y actualmente en la Universidad Texas A&M, Estados Unidos, este estudio indica de qué manera puede emplearse la creatividad no solamente en la producción de ciencia nueva, que hace avanzar las fronteras del conocimiento, sino también para resolver problemas del cotidiano mediante la utilización de un saber ya establecido. “Pese a que no genera ciencia, este artículo muestra el valor del conocimiento para optimizar el día a día”, comenta Bagnato
El investigador de la UFSJ señala también otro motivo que lo llevó abocarse a un tema aparentemente tan banal. “Los jóvenes no han venido mostrando interés en áreas del conocimiento que no poseen demasiada aplicación práctica”, comenta Pellegrini, docente desde hace 33 años. Por eso hizo un estudio didáctico. Evitó intencionalmente utilizar simulaciones computacionales y experimentos para indicar de qué manera transferencia de calor puede utilizarse con miras a obtener respuestas a preguntas sencillas mediante la aplicación de un enfoque estrictamente analítico. Y le salió bien.
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