Onderzoekers verklaren schuimfontein

Een implosie waarbij duizenden kleine paddenstoelwolkjes ontstaan, is de oorzaak van het ‘verschuimen’ van bier wanneer er een tik bovenop de hals van een bierflesje wordt gegeven. Onderzoekers van de Carlos III University in Madrid (UC3M) wisten voor het eerst de schuimfontein te verklaren.

Bron: Flickr / blondinrikard
Bron: Flickr / blondinrikard

Het idee voor het onderzoek ontstond in een kroeg toen er iemand tegen een flesje bier stootte met de schuimfontein als gevolg. ‘We begonnen allemaal hypotheses te stellen, maar geen enkele was erg overtuigend’, verklaart fysicus Javier Rodríguez, verbonden aan de UC3M. ‘Daarom besloten we het experiment in het lab voort te zetten.’ Dit gebeurde in samenwerking met het Institute Jean le Rond D’Alembert en de Université Pierre et Marie Curie in Frankrijk.

Kettingreactie

Uit het onderzoek blijkt dat de tik op de hals een kettingreactie uitlokt in het bier. Daarbij onderscheiden de onderzoekers drie verschillende reacties. Bij het stoten van de fles wordt de vloeistof door compressiegolven samengeperst. Deze golven zorgen ervoor dat de bubbels in het bier worden opgebroken in kleinere belletjes die schuim vormen. Dit proces wordt ook wel cavitatie genoemd. Omdat het schuim minder weegt dan de vloeistof, rijzen de kleine belletjes naar het oppervlak, met een schuimexplosie als gevolg.

Om de reactie nog beter te bekijken filmden de onderzoekers hun test met een hogesnelheids-camera die maar liefst 50.000 beelden per seconde vastlegt. ‘Nu is duidelijk te zien dat de schuimexplosie op een paddenstoelwolk lijkt die eveneens ontstaat bij nucleaire explosies’, zegt Rodríguez. Het schuim ontstaat doordat er in koolzuurhoudende drankjes meer CO₂ zit dan de vloeistof kan opnemen in haar molecuulstructuur. Normaal gesproken ontsnapt de CO₂ langzaam uit het drankje, maar door de klap op het flesje en de daaropvolgende reactie versnelt dat proces, verklaart Rodríguez. ‘In een enkele seconde verliest het bier evenveel CO₂ waar het normaal gesproken enkele uren over doet.’

Vulkaanuitbarsting

Het doorgronden van het cavitatieproces kan tevens nuttig zijn buiten de kroeg. Zo kunnen we bootschroeven beter beschermen tegen erosie veroorzaakt door luchtbellen, kunnen we explosiebestendige-structuren verder verbeteren, maar bijvoorbeeld ook berekenen hoeveel gas er vrijkomt bij een vulkaanuitbarsting. ‘En dat allemaal naar aanleiding van onderzoek waarvoor zoiets simpels als een bierflesje is gebruikt’, aldus Rodríguez. Hij presenteerde de bevindingen onlangs op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Physics Society.

Lees ook:

Over de auteur

Michelle Barendse

Afstuderend journalist en redactielid van New Scientist. Mijn interessegebieden: mens en maatschappij (met name de gezondheid, het brein en psychologische aangelegenheden) ruimte en technologie. Nieuwsgierig en leergierig.



Plaats een reactie