La fisica del “beer tapping”, lo scherzo dei pub

Ci sono svariati modi per distruggere un’amicizia (anche la più solida). Uno dei più efficaci è senza dubbio il “beer tapping“, un classico scherzo da pub (un “prank”, se vogliamo usare il gergo del web) che viene innescato semplicemente battendo in cima al collo di una bottiglia di birra piena appena aperta con un altro oggetto solido, di solito la base di un’altra bottiglia, e che scatena una rapida e tumultuosa eruzione di schiuma, con conseguente rovesciamento di tutto il contenuto a terra. Sebbene questo fenomeno “esilarante” fosse noto da tempo, solo alcuni anni fa la sua spiegazione scientifica è stata pubblicata su “Physical Review Letters”, da un team composto da scienziati dell’Università di Madrid e dell’Università francese Pierre e Marie Curie. Vediamo quello che accade procedendo al rallentatore: sì, perché il tutto si realizza in poche centinaia di millisecondi!

La birra è un liquido costituito in gran parte di acqua al cui interno è disciolta una notevole quantità di anidride carbonica (generata durante la fase di fermentazione o anche inserita artificialmente). Quando la bottiglia è chiusa, la pressione al suo interno è più elevata di quella esterna, e la soluzione liquido/anidride carbonica è satura e in equilibrio: le bolle di CO2 non sono visibili, quello che si vede è solo un liquido omogeneo. Nel momento in cui si stappa la bottiglia, la pressione interna diminuisce raggiungendo i livelli esterni, la solubilità dell’anidride carbonica cala e la soluzione diviene sovra-satura: pertanto, la CO2 comincia a separarsi dal liquido, tendendo a salire in superficie sotto forma di bollicine. L’impatto dell’oggetto sul collo della bottiglia di birra genera un’onda di compressione che si propaga attraverso il vetro fino al fondo, viene trasmessa al liquido come un’onda di espansione che rimbalza a sua volta in alto.

Quindi l’onda di espansione colpisce la superficie libera del liquido e rimbalza indietro nuovamente come un’onda di compressione, e così via fino a quando le onde non vengono smorzate (in una sorta di flipper liquido). Queste ondate di compressione ed espansione fanno collassare le bolle di anidride carbonica preesistenti (quelle che si erano formate togliendo il tappo), frammentandole in bolle di dimensioni più piccole. Queste “bolle figlie” hanno un rapporto superficie/volume notevolmente maggiore rispetto a quello delle “bolle madri” da cui hanno avuto origine. Questo facilita di molto la penetrazione della CO2 al loro interno, per cui queste piccole bolle iniziano a crescere rapidamente. Più crescono, più si fanno leggere e più salgono in alto velocemente. Salendo, inglobano altra CO2, crescendo ulteriormente ed espandendosi sempre di più in quella che è ormai diventata una vera e propria reazione a catena. Questa rapida espansione, in cui grandi ammassi di bolle generano caratteristici pennacchi simili ai funghi di un’esplosione atomica, determina infine la fuoriuscita impetuosa e inarrestabile della schiuma. Anche la bottiglia del “beer tapper” potrebbe subire un analogo destino. Una sorta di contrappasso dantesco, se vogliamo.

Foto: cpr.org