As lágrimas do vinhos
Qualquer um que tenha desfrutado de um copo de vinho, sem dúvida, percebeu o padrão regular de formas líquidas que caem ao longo do interior da taça, ou "lágrimas de vinho". O fenômeno é o resultado de um fluxo contra a gravidade ao longo da película de líquido sobre o vidro, que é induzido por um gradiente de tensão superficial. É geralmente aceito que o gradiente de tensão superficial existe devido à transição de composição resultante a partir da evaporação do etanol.
Introdução
As lágrimas do vinho resultam de um fenômeno bem conhecido que pode ser descrito como a formação contínua de pérolas de líquido que caem ao longo do interior de um copo de vinho parado. Em 1855, James Thomson identificou a força motriz necessária para a formação contínua de lágrimas de vinho como um gradiente na tensão superficial, no texto “On certain curious Motions observable at the Surfaces of Wine and other Alcoholic Liquors”. Cerca de 15 anos depois de Thomson, Marangoni descreveu este fenômeno, que é comumente associado com o seu nome, no material “Ueber die Ausbreitung der Tropfen einer Flüssigkeit auf der Oberfläche einer anderen”.
Muito das pesquisas sobre as lágrimas do vinho tem se concentrado sobre a origem do fluxo de Marangoni, a forma de película líquida, e as instabilidades que conduzem à formação de lágrimas. É geralmente aceito que o fluxo que conduz a lágrimas vinho é devido a um gradiente de composição que resulta da evaporação do etanol, o qual possui uma tensão superficial menor do que a água.
Causa
O efeito é uma consequência do fato de que o álcool tem uma tensão superficial menor do que a água. Se o álcool é misturado com água não homogeneamente, uma região com uma menor concentração de álcool irá puxar o fluido circundante mais fortemente do que uma região com uma concentração de álcool superior. O resultado é que o líquido tende a escoar-se a partir de regiões com maior concentração de álcool. Isto pode ser facilmente demonstrado espalhando-se uma fina película de água sobre uma superfície lisa e, em seguida, permitindo que uma gota de álcool caia no centro do filme. O líquido vai correr para fora da região onde a gota de álcool caiu. O vinho é principalmente uma mistura de álcool e água, com açúcares dissolvidos, ácidos e polifenóis. Quando a superfície do vinho encontra o lado do vidro, a ação capilar faz com que o líquido suba pela parede. Ao fazê-lo, tanto o álcool e água evaporam da película ascendente, mas o álcool evapora-se mais rapidamente, devido à sua pressão de vapor mais elevada. O decréscimo resultante na concentração de álcool faz com que a tensão superficial do líquido aumentar, e isso faz com que mais líquido seja puxado a partir do volume do vinho, que tem uma tensão superficial menor por causa do seu elevado teor de álcool. O vinho se move para cima nas laterais do vidro e forma gotículas que caem de volta sob seu próprio peso.
Às vezes, é dito, erradamente, que o vinho com maior formação de lágrimas é mais doce ou de melhor qualidade. Na verdade, a intensidade deste fenômeno depende apenas do teor de álcool, e pode ser eliminada completamente pela cobertura do copo de vinho, que acaba por cessar a evaporação do álcool.
Figura 1 – Ilustração das "lágrimas do vinho".
Discussão
A evaporação do etanol induz uma tensão superficial (Marangoni), que por sua vez, induz um fluxo maior observável. Segundo o artigo “Tears of wine: new insights on an old phenomenon” de Venerus, D. C. e Nieto Simavilla, D., um equívoco comum é que a tensão de Marangoni surge devido a gradientes de concentração sozinhos. O artigo demonstra, usando uma combinação de experiências e de modelagens, que fluxo das lágrimas do vinho é o resultado das composições e gradientes de temperatura. Medições termográficas de infravermelhos revelaram a existência de gradientes de temperatura de uma magnitude suficiente para induzir uma tensão de Marangoni comparável ao que surgiria a partir de gradientes de concentração. Outra constatação apresentada no artigo é que o padrão das lágrimas é altamente regular e que utilizando-se uma análise relativamente simples surge uma forte evidência que o padrão observado na formação das lágrimas do vinho é resultado da instabilidade Rayleigh-Plateau, que envolve forças de tensão superficial, gravitacionais e de inércia.
Referências
Venerus, D. C. and Nieto Simavilla, D. Tears of wine: new insights on an old phenomenon. Sci. Rep. 5, 16162; doi: 10.1038/srep16162 (2015) disponível em <http://www.nature.com/articles/srep16162>