Abrir una botella de champán tradicionalmente marca el comienzo de una celebración festiva. Después del divertido estallido del corcho, se libera un burbujeo en el aire y, finalmente, se siente un agradable cosquilleo en la lengua.

Pero hay mucho más que sale del pop de lo que se encuentra con los sentidos, según investigadores en Francia e India. En Física de los Fluidos , las simulaciones de dinámica de fluidos computacional revelaron la formación, evolución y disipación de patrones de ondas de choque a medida que la mezcla de dióxido de carbono se dispara a través del cuello de botella en el primer milisegundo después del estallido del corcho.

Los hallazgos podrían brindar información sobre el comportamiento complejo y transitorio del flujo supersónico en aplicaciones que van desde lanzacohetes, misiles balísticos y turbinas eólicas hasta la fabricación de productos electrónicos y vehículos submarinos. Las simulaciones se basan en investigaciones experimentales de 2019 que mostraron, por primera vez, la formación de ondas de choque durante el descorchado.

"Queríamos caracterizar mejor el fenómeno inesperado de un flujo supersónico que tiene lugar durante el descorche de una botella de champán", dijo el coautor Robert Georges, de la Université de Rennes 1. "Esperamos que nuestras simulaciones ofrezcan algunas pistas interesantes a los investigadores, y podrían considerar la típica botella de champán como un mini-laboratorio".

En la fase inicial de descorche, la mezcla de gases es bloqueada parcialmente por el corcho, impidiendo que el champán expulsado alcance la velocidad del sonido. Pero a medida que el corcho se libera, la mezcla de gases escapa radialmente a una velocidad supersónica, equilibrando su presión a través de una sucesión de ondas de choque normales y oblicuas.

Las ondas se combinan para formar diamantes de choque, patrones de anillos que normalmente se ven en las columnas de escape de los cohetes. La simetría de la botella conduce a una expansión supersónica en forma de corona. Eventualmente, la presión se vuelve demasiado baja para mantener una relación de presión de boquilla adecuada para la velocidad supersónica en el cuello de botella y el borde del corcho.

"Nuestro artículo revela los patrones de flujo inesperados y hermosos que se esconden justo debajo de nuestras narices cada vez que se descorcha una botella de champán", dijo el coautor Gérard Liger-Belair, de la Universidad de Reims Champagne-Ardenne. "¿Quién podría haber imaginado los fenómenos complejos y estéticos que se esconden detrás de una situación tan común que vive cualquiera de nosotros?"

Los investigadores planean explorar otros parámetros, como la temperatura, el volumen y el diámetro del cuello de la botella, junto con los procesos fisicoquímicos que acompañan al descorche de la botella de champán. Por ejemplo, están interesados ​​en cómo el flujo supersónico se ve afectado por la formación de partículas de hielo causada por la caída drástica de la temperatura cuando la efervescencia sale de la botella. + Explora más

Al descorchar el champán se crean chorros helados de dióxido de carbono supersónico poco expandidos