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Tercer Milenio

Ciencia que alimenta

¿Por qué al abrir una galleta Oreo para comértela el relleno se queda solo en un lado?

Demostrado, son físicamente saludables. Un estudio del MIT explica con ellas qué son y cómo se comportan los fluidos no newtonianos.

Abrir las galletas Oreo para comérselas es un clásico.
Abrir las galletas Oreo para comérselas es un clásico.
Torben Hansen

Los físicos saludan un reciente estudio efectuado por investigadores del MIT que permite explicar qué son y cómo se comportan los fluidos no newtonianos y presentar la ciencia de la reología a partir de un reto con estos golosos bocadillos de galleta rellenos: intentar que la crema que constituye el relleno se reparta entre las dos tapas al abrirlo.

Seguramente ya te hayas percatado –así lo he constatado en una pequeña e informal encuesta doméstica– de que cuando abres una galleta Oreo –en rigor, un sándwich constituido por dos galletas– para disfrutar de su cremoso interior, todo el relleno queda siempre en una de las galletas, dejando a la otra desnuda. (Y si todavía no lo has hecho –el percatarte– es que o eres muy despistado o eres uno de esos talibanes de la nutrición que solo desayunan tostadas de humus y alpiste; o eres un nostálgico que estudió la EGB y que se mantiene fiel a las inimitables Príncipe de Beckelar que iluminaron los desayunos y almuerzos de nuestra infancia porque no tiene hijos que le obligan a renunciar a todo producto viejuno. Seas del grupo que seas, ya tardas en ir a comprobarlo).

¿A qué se debe este fenómeno? En última instancia, la culpa puede achacársele a Sir Isaac Newton que, cuando desentrañó los misterios del mundo y explicó los fenómenos naturales –de la caída de una manzana al movimiento de los planetas; de la naturaleza de la luz a la viscosidad (cómo fluyen) de los líquidos–, solo consideró el comportamiento de los fluidos ideales (que fluyen siempre igual) y se olvidó –u obvió– de esos otros fluidos que presentan un comportamiento extraño que no se ajusta a las leyes de la mecánica clásica o newtoniana y que, por ello, son conocidos como fluidos no newtonianos.

A lo mejor, si en lugar de haberse sentado a dormitar bajo un manzano, lo hubiese hecho bajo la estantería de la alacena, la historia de la ciencia sería bien distinta, porque las despensas y las cocinas están llenas de ejemplos de fluidos no newtonianos. Una buena forma de distinguirlos es fijándose en cómo ocupan el recipiente en el que se almacenan: los fluidos ideales carecen de forma definida y se adaptan a la del contenedor; sin embargo, muchos fluidos no newtonianos no cumplen esta premisa, por ejemplo, la nata montada (y lo mismo reza para la crema pastelera, la mayonesa, la mantequilla, el queso crema o el guacamole), que se puede disponer en un cuenco a modo de montículo o churro para algarabía de pasteleros, cumpleañeros y amantes de las tartas en general.

Pero a lo que iba: en los fluidos ideales la viscosidad –esto es, el modo en que fluyen o se desplazan unas capas del fluido sobre otras– solo depende de la presión y la temperatura, pero es independiente de la fuerza o tensión que se aplica o soporta el fluido. El ejemplo más evidente es el agua, que fluye siempre igual, ya la sirvas de una botella en reposo que tras haberla agitado vehementemente durante un minuto o una hora. Esencialmente al agua y a su viscosidad les da lo mismo –muy a pesar de los homeópatas y demás fanáticos de las sucusiones–. 

Por el contrario, los fluidos no newtonianos exhiben un comportamiento peculiar: su viscosidad varía dependiendo de la fuerza aplicada y/o el tiempo de aplicación de dicha fuerza.

¿Y qué relación guarda todo esto con el misterio de las galletas Oreo? Pues que la crema que constituye su relleno es un fluido no newtoniano. Más concreta y técnicamente, se clasifica como un fluido de Bingham, es decir, un sólido blando que no se deforma en reposo o cuando soporta fuerzas reducidas, pero cuya viscosidad disminuye y se comporta como un fluido viscoso cuando se aplica una fuerza suficiente (otro ejemplo de fluido de Bingham es la pasta de dientes).

De hecho, esta propiedad es clave a la hora de producirlas, ya que el relleno se dispone como un grumo sobre la galleta inferior y sobre él se coloca la galleta superior que, por acción de su peso, ejerce una fuerza, pero tan modesta que el grumo no se deforma. Es cuando se presiona y se empuja hacia abajo la tapa superior cuando la fuerza ejercida es suficiente para modificar el comportamiento de la crema y hacer que fluya distribuyéndose como una película, hasta que deja de presionarse y la crema recupera su condición de sólido blando inicial que evita que se salga por los bordes.

Para apreciar las ventajas de esta naturaleza, imagina que en lugar de esta crema no newtoniana y binghamiana se dejase caer un fluido ideal como un chorro de leche, que de inmediato se derramaría sobre toda la galleta y caería por sus bordes. O un sólido verdadero, como una onza de chocolate, que no fluiría por mucho que se apretase. O un poco de miel o mermelada –otros dos fluidos no newtonianos– que, tras dejar de presionar, seguirían fluyendo lentamente y se escaparían por los bordes.

Pero aún hay más, porque el acto de girar una de las galletas –como si la desenroscases– para abrir el bocadillo (y así poder chupar el relleno) es análogo a uno de los test estándar de la reología: la rama de la física que estudia cómo fluyen las sustancias y los distintos materiales. Una de sus pruebas clásicas es colocar una determinada cantidad del material sobre una placa, taparlo con otra y girar esta para medir la fuerza de torsión necesaria para deformar la sustancia.

El aparato con el cual se realiza la prueba es un reómetro de placas paralelas. Y precisamente los autores del estudio del MIT que nos ocupa –que nos preocupe ya es otro cantar– emplearon uno de estos aparatos para constatar –entre otras cosas– que la fuerza de torsión necesaria para abrir una Oreo es la décima parte de la que se precisa para desenroscar el tapón de una botella y la misma que se necesita para girar el pomo de una puerta. Que la fuerza que es necesario aplicar para conseguir que la crema se deforme es el doble de la necesaria para la manteca de cacahuete o el queso de untar. Y también que el fenómeno del reparto desigual entre galletas es independiente del tipo de relleno (ya sea el original sabor a nata o los más modernos de vainilla y fresa). Son fluidos de Binhgam independientemente de su sabor. Todo lo cual, tal y como ellos mismos refieren, "es una oportunidad para hacer la ciencia de la reología accesible a todo el mundo" –y también los fluidos no newtonianos; esto lo añado yo–.

Sin embargo, lo que la reología por sí misma no acaba de aclarar es por qué el relleno siempre queda de un lado (en sentido estricto y según los datos reflejados por el estudio, el 95% del relleno en promedio). La respuesta se encuentra en el ya explicado proceso de facturación de los sándwiches: el mayor tiempo de contacto con la galleta inferior favorece que la crema se adhiera más a ella. Esto, en condiciones 'ideales'. Porque otros factores vinculados a cómo y por cuánto tiempo se almacenan los paquetes pueden influir, condicionar y modificar este comportamiento. Así, observaron que la crema se tiende a quedar adherida a la galleta que está dispuesta hacia el interior del paquete, algo achacable a que, durante el transporte y almacenamiento, las condiciones externas provocan que la crema se despegue ligera y parcialmente de la galleta más expuesta. 

Fluidos no newtonianos para todos los gustos

El comportamiento de los fluidos no newtonianos depende de dos factores fundamentales: la magnitud de la fuerza o tensión aplicada y el tiempo de aplicación de esta fuerza. Y para complicar más el asunto, su viscosidad no varía del mismo modo para todos. En algunos casos aumenta –la sustancia se hace más espesa– y en otros disminuye –y fluye con más facilidad–. Atendiendo a ello se suelen clasificar en cuatro grandes grupos o categorías:
  • 1.-Fluidos tixotrópicos: cuya viscosidad va disminuyendo con el tiempo de aplicación de la fuerza. Un ejemplo es la miel que al mantener inclinado hacia abajo el tarro cada vez fluye más fácilmente.
  • 2.-Fluidos reopécticos: cuya viscosidad aumenta con el tiempo de aplicación de la fuerza. Por ejemplo, la nata, que cuanto más se bate, más se espesa y queda más compacta.
  • 3.-Fluidos cuya viscosidad disminuye en función de la intensidad de la fuerza o tensión. Como el kétchup o la salsa de tomate, que fluyen cuando se agita bruscamente el envase o se golpea con fuerza su base.
  • 4.-Fluidos cuya viscosidad aumenta en función de la intensidad de la fuerza aplicada. Como el famoso juguete ‘Silly puty’ que, bajo la acción de la fuerza moderada de la mano, se comporta como una sustancia viscosa y deformable, pero que si se aprieta con fuerza y/o se lanza contra una pared, se compacta.

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