Agua carbonatada
Agua que contiene gas de dióxido de carbono disuelto.

Agua con gas que muestra su carbonatación , que puede ser natural o introducida artificialmente.
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icono de audio"Agua con gas", episodio 217 del podcast Destilaciones , Science History Institute

El agua carbonatada (también conocida como agua de soda , agua con gas , agua con gas , agua mineral , agua carbonatada , agua con gas , en muchos lugares como agua mineral o especialmente en los Estados Unidos como agua mineral con gas ) es agua que contiene dióxido de carbono gaseoso disuelto , ya sea inyectado artificialmente bajo presión o que se produce debido a procesos geológicos naturales. La carbonatación hace que se formen pequeñas burbujas, lo que le da al agua una calidad efervescente . Las formas comunes incluyen agua mineral natural con gas , agua mineral con gas y agua con gas producida comercialmente. [1]

El agua mineral con gas, el agua carbonatada y otras aguas con gas contienen minerales añadidos o disueltos , como bicarbonato de potasio , bicarbonato de sodio , citrato de sodio o sulfato de potasio . Estos minerales se encuentran de forma natural en algunas aguas minerales, pero también se suelen añadir artificialmente a las aguas fabricadas para imitar un perfil de sabor natural y compensar la acidez de la introducción de dióxido de carbono, lo que da una sensación efervescente. Varias aguas carbonatadas se venden en botellas y latas, y algunas también se producen a pedido mediante sistemas de carbonatación comerciales en bares y restaurantes, o se elaboran en casa utilizando un cartucho de dióxido de carbono. [2]

Se cree que la primera persona en airear agua con dióxido de carbono fue William Brownrigg en la década de 1740. [3] [4] Joseph Priestley inventó el agua carbonatada, de forma independiente y por accidente, en 1767 cuando descubrió un método para infundir agua con dióxido de carbono después de haber suspendido un cuenco de agua sobre un tanque de cerveza en una cervecería de Leeds , Yorkshire . [5] Escribió sobre la "peculiar satisfacción" que encontró al beberla, y en 1772 publicó un artículo titulado Impregnating Water with Fixed Air . [6] [7] Al aparato de Priestley, casi idéntico al utilizado por Henry Cavendish cinco años antes, que presentaba una vejiga entre el generador y el tanque de absorción para regular el flujo de dióxido de carbono , pronto se le unieron una amplia gama de otros. Sin embargo, no fue hasta 1781 que el agua carbonatada comenzó a producirse a gran escala con el establecimiento de empresas especializadas en producir agua mineral artificial. [5] La primera fábrica fue construida por Thomas Henry de Manchester , Inglaterra. [5] Henry reemplazó la vejiga en el sistema de Priestley con fuelles grandes. [5]

Si bien el descubrimiento de Priestley finalmente condujo a la creación de la industria de los refrescos , que comenzó en 1783 cuando Johann Jacob Schweppe fundó Schweppes para vender agua carbonatada embotellada [8] , no se benefició económicamente de su invento. [5] Priestley recibió reconocimiento científico cuando el Consejo de la Royal Society "se sintió impulsado a recompensar a su descubridor con la Medalla Copley " en la reunión de aniversario de la Royal Society el 30 de noviembre de 1773. [5] [9]

Composición

Las aguas carbonatadas naturales y fabricadas pueden contener una pequeña cantidad de cloruro de sodio , citrato de sodio , bicarbonato de sodio , bicarbonato de potasio , citrato de potasio , sulfato de potasio o fosfato disódico , según el producto. Estos se encuentran de forma natural en las aguas minerales , pero se añaden artificialmente a las aguas producidas comercialmente para imitar un perfil de sabor natural y compensar la acidez de la introducción de gas de dióxido de carbono (que crea una solución de ácido carbónico con un pH bajo de 5-6 cuando se disuelve en agua). [10] [ verificación fallida ]

Los pozos artesianos en lugares como Mihalkovo en los montes Ródope búlgaros , Medžitlija en Macedonia del Norte y, más notablemente, en Selters en los montes Taunus alemanes , producen aguas minerales naturalmente efervescentes . [11]

Efectos sobre la salud

Por sí sola, el agua carbonatada parece tener poco o ningún impacto en la salud. [12]

El agua carbonatada, como el agua con gas o el agua mineral, se define en la legislación estadounidense como un alimento de valor nutricional mínimo , incluso si se le han añadido minerales, vitaminas o edulcorantes artificiales . [13]

El agua carbonatada no parece tener efecto sobre la enfermedad por reflujo gastroesofágico . [14] Hay evidencia tentativa de que el agua carbonatada puede ayudar con el estreñimiento en personas que han sufrido un accidente cerebrovascular . [15]

Erosión ácida

Si bien el agua carbonatada es algo ácida, esta acidez puede ser neutralizada parcialmente por la saliva . [16] Un estudio descubrió que el agua mineral con gas es ligeramente más erosiva para los dientes que el agua sin gas, pero es aproximadamente un 1% tan corrosiva como los refrescos. Un estudio de 2017 de la Asociación Dental Americana mostró que se necesitarían más de 100 años de consumo diario de agua con gas para causar daño a los dientes humanos ⁠ ‍ — ‍una afirmación que no podría aplicarse si se le agrega azúcar o saborizantes artificiales, que a menudo incluyen ácido cítrico y otros ácidos de frutas, que se prevé que tengan un impacto en los dientes humanos. [17]

Química y propiedades físicas

Los enlaces del ácido carbónico se rompen más fácilmente a altas temperaturas, lo que da lugar a la generación de agua y dióxido de carbono gaseoso. Por lo tanto, el agua con gas a temperaturas más bajas (extremo derecho) tiene más carbonatación que a temperaturas más altas (extremo izquierdo). [18]

El gas de dióxido de carbono disuelto en agua crea una pequeña cantidad de ácido carbónico (H 2 CO 3 ):

yo
2O (l)+ CO
2(g) ⇌ H
2CO
3(aq)

con una concentración de ácido carbónico de aproximadamente el 0,17 % de la de CO 2 . [19] El ácido le da al agua carbonatada un sabor ligeramente ácido. Su nivel de pH de entre 5 y 6 [10] [ verificación fallida ] está aproximadamente entre el jugo de manzana y el jugo de naranja en acidez, pero mucho menos ácido que el ácido del estómago. Un cuerpo humano normal y saludable mantiene el equilibrio del pH a través de la homeostasis ácido-base y no se verá afectado negativamente de manera material por el consumo de agua carbonatada simple. [20] El dióxido de carbono en la sangre se expulsa a través de los pulmones. Las sales alcalinas , como el bicarbonato de sodio , el bicarbonato de potasio o el citrato de potasio , aumentarán el pH.

La cantidad de un gas que se puede disolver en agua se describe mediante la Ley de Henry . El coeficiente depende de la temperatura. [19] En el proceso de carbonización, el agua se enfría, óptimamente justo por encima del punto de congelación, para maximizar la cantidad de dióxido de carbono que se puede disolver en ella. Una mayor presión de gas y una temperatura más baja hacen que se disuelva más gas en el líquido. Cuando se aumenta la temperatura o se reduce la presión (como sucede cuando se abre un recipiente con agua carbonatada), el dióxido de carbono entra en efervescencia , escapando así de la solución.

La densidad del agua carbonatada es ligeramente mayor que la del agua pura. El volumen de una cantidad de agua carbonatada se puede calcular tomando el volumen del agua y añadiendo 0,8 centímetros cúbicos por cada gramo de CO 2 . [21] [22]

Historia

Joseph Priestley fue pionero en un método de carbonatación en el siglo XVIII.

Muchas bebidas alcohólicas , como la cerveza , el champán , la sidra y el spritzer , se carbonatan de forma natural mediante el proceso de fermentación. En 1662, Christopher Merret creó el «vino espumoso». [23] William Brownrigg fue aparentemente el primero en producir agua carbonatada artificial, a principios de la década de 1740, utilizando dióxido de carbono extraído de las minas. [24] En 1750, el francés Gabriel François Venel también produjo agua carbonatada artificial, aunque no comprendió la naturaleza del gas que causaba la carbonatación. [25] En 1764, el químico irlandés Dr. Macbride infundió agua con dióxido de carbono como parte de una serie de experimentos sobre fermentación y putrefacción. [26] [27] En 1766, Henry Cavendish ideó un aparato de aireación que inspiraría a Joseph Priestley a llevar a cabo sus propios experimentos con respecto a las aguas carbonatadas. [28] Cavendish también estaba al tanto de las observaciones de Brownrigg en ese momento y publicó un artículo sobre sus propios experimentos en una fuente cercana de agua mineral a principios de enero del año siguiente. [29]

Grabado de diversos equipos científicos, como un bebedero neumático. Un ratón muerto reposa bajo un recipiente de vidrio.
Equipo utilizado por Priestley en sus experimentos sobre gases y carbonatación del agua.

En 1767, Priestley descubrió un método para infundir agua con dióxido de carbono vertiendo agua de un lado a otro sobre un tanque de cerveza en una cervecería local en Leeds , Inglaterra. [30] [31] [32] Se sabía que el aire que cubría la cerveza en fermentación, llamado "aire fijo", mataba a los ratones suspendidos en ella. Priestley descubrió que el agua tratada de esta manera tenía un sabor agradable y se la ofreció a sus amigos como una bebida fría y refrescante. En 1772, Priestley publicó un artículo titulado Impregnating Water with Fixed Air (Impregnando agua con aire fijo ) en el que describe cómo goteaba "aceite de vitriolo" ( ácido sulfúrico ) sobre tiza para producir gas de dióxido de carbono y alentaba a que el gas se disolviera en un recipiente con agua agitado. [6] Priestley se refirió a su invención de esta agua tratada como su descubrimiento "más feliz". [31]

"En el lapso de una década, los inventores de Gran Bretaña y Europa habían tomado la idea básica de Priestley (obtener un poco de "aire fijo", mezclarlo con agua, agitar) y habían creado artilugios que podían producir agua carbonatada más rápidamente y en mayores cantidades. Uno de esos inventores se llamaba Johann Jacob Schweppe, que vendía agua carbonatada embotellada y cuyo negocio sigue vigente hoy en día".

—La gran revolución del agua con gas, The Atlantic , octubre de 2014. [33]

El aparato de Priestley, que era muy similar al inventado por Henry Cavendish cinco años antes, presentaba una vejiga entre el generador y el tanque de absorción para regular el flujo de dióxido de carbono, y pronto se le unieron una amplia gama de otros, pero no fue hasta 1781 que el agua carbonatada comenzó a producirse a gran escala con el establecimiento de empresas especializadas en producir agua mineral artificial. [5] La primera fábrica fue construida por Thomas Henry de Manchester , Inglaterra. [5] Henry reemplazó la vejiga en el sistema de Priestley con grandes fuelles. [5] JJ Schweppe desarrolló un proceso para fabricar agua mineral carbonatada embotellada basado en el descubrimiento de Priestley, fundando la Schweppes Company en Ginebra en 1783. Schweppes consideraba a Priestley como "el padre de nuestra industria". [34] En 1792, Schweppe se mudó a Londres para desarrollar el negocio allí. En 1799 Augustine Thwaites fundó Thwaites' Soda Water en Dublín. Un artículo del London Globe afirma que esta empresa fue la primera en patentar y vender "Soda Water" bajo ese nombre. El artículo dice que en el caluroso verano de 1777 en Londres las "aguas gasificadas" (es decir, carbonatadas) se vendían bien, pero que todavía no se mencionaba el "agua de soda", aunque las primeras bebidas efervescentes probablemente se elaboraron utilizando " polvos de soda " que contenían bicarbonato de sodio y ácido tartárico . [35] El nombre de agua de soda surgió del hecho de que a menudo se añadía soda ( carbonato de sodio o bicarbonato ) para ajustar el sabor y el pH. [ cita requerida ]

El agua carbonatada moderna se elabora inyectando dióxido de carbono presurizado en el agua. [36] La presión aumenta la solubilidad y permite que se disuelva más dióxido de carbono del que sería posible bajo la presión atmosférica estándar . Cuando se abre la botella, se libera la presión, lo que permite que el gas salga de la solución y se formen las burbujas características.

Las fuentes modernas de CO 2 provienen de procesos industriales, como la quema de combustibles fósiles como carbón y metano en centrales eléctricas, o el reformado con vapor de metano para la producción de hidrógeno .

Etimología

Belfast Evening Post , Belfast , Irlanda, 7 de agosto de 1786

En Estados Unidos, el agua carbonatada simple generalmente se conocía como agua de soda , debido a las sales de sodio que contenía, o agua con gas , derivada de la ciudad alemana de Selters, famosa por sus manantiales minerales . [37]

Se añadieron sales de sodio al agua corriente como saborizante (para imitar las famosas aguas minerales , como Selters , agua Vichy y agua Saratoga , naturalmente efervescentes ) y como reguladores de la acidez (para compensar el ácido carbónico de pH 5-6 que se crea cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua). [10]

En la década de 1950 el término club soda comenzó a popularizarse. [38]

En general, el agua con gas no tiene sales de sodio agregadas, mientras que el agua carbonatada aún conserva algunas sales de sodio. [38]

Productos para carbonatar agua

Hogar

Sifones de soda

Un sifón de soda, c.  1922

El sifón de soda, o botella de agua carbonatada (un recipiente a presión de vidrio o metal con una válvula de liberación y un pico para dispensar agua carbonatada presurizada) era algo común en los bares y en los hogares de principios y mediados del siglo XX, donde se convirtió en un símbolo de la opulencia de la clase media.

La presión del gas en un sifón hace que el agua carbonatada suba por un tubo dentro del sifón cuando se presiona una palanca de válvula en la parte superior. Los sifones de soda comerciales venían precargados con agua y gas y se devolvían al minorista para su cambio cuando estaban vacíos. Un sistema de depósito garantizaba que no se desecharan de otra manera.

Los sifones de soda caseros pueden carbonatar agua sin gas mediante el uso de una pequeña pera de acero desechable que contiene dióxido de carbono. La pera se presiona dentro del conjunto de válvulas en la parte superior del sifón, se inyecta el gas y luego se retira la pera.

Gasógeno

Seltzogen de finales de la época victoriana fabricado por British Syphon

El gasógeno (o gazogeno, o seltzogeno) es un dispositivo de finales de la era victoriana para producir agua carbonatada. Consiste en dos globos de vidrio unidos: el inferior contiene agua u otra bebida que se va a convertir en gas, el superior una mezcla de ácido tartárico y bicarbonato de sodio que reacciona para producir dióxido de carbono . El gas producido empuja el líquido del recipiente inferior hacia arriba por un tubo y fuera del dispositivo. Los globos están rodeados por una malla protectora de mimbre o alambre, ya que tienen tendencia a explotar. [39]

Botellas con cuello de bacalao

La botella con cuello Codd está diseñada para contener una canica que sella la carbonatación.

En 1872, el fabricante de refrescos Hiram Codd de Camberwell , Londres, diseñó y patentó la botella de cuello Codd , diseñada específicamente para bebidas carbonatadas . La botella de cuello Codd encierra una canica y una arandela/junta de goma en el cuello. Las botellas se llenaban al revés y la presión del gas en la botella empujaba la canica contra la arandela, sellando la carbonatación. La botella se presionaba en una forma especial para proporcionar una cámara en la que se empujaba la canica para abrir la botella. Esto evitaba que la canica bloqueara el cuello mientras se vertía la bebida.

Poco después de su introducción, la botella se volvió extremadamente popular entre las industrias de refrescos y cervecerías , principalmente en el Reino Unido y el resto de Europa, Asia y Australasia, aunque algunos bebedores de alcohol desdeñaban el uso de la botella. R. White's , la compañía de refrescos más grande de Londres y el sureste de Inglaterra cuando se introdujo la botella, estaba entre las compañías que vendían sus bebidas en botellas de vidrio de Codd. [40] Una etimología del término codswallop se origina de la cerveza vendida en botellas Codd, aunque esto generalmente se descarta como una etimología popular . [41]

Las botellas se fabricaron durante muchas décadas, pero su uso fue disminuyendo gradualmente. Dado que los niños rompían las botellas para recuperar las canicas, las botellas antiguas son relativamente raras y se han convertido en objetos de colección , especialmente en el Reino Unido. Debido al riesgo de explosión y lesiones por fragmentos de vidrio, el uso de este tipo de botella se desaconseja en la mayoría de los países, ya que otros métodos de sellado de botellas presurizadas pueden incorporar más fácilmente la liberación de presiones peligrosas. El diseño de cuello Codd todavía se utiliza para el refresco japonés Ramune y en la bebida india llamada Banta .

Fabricantes de refrescos

Una máquina de refrescos multifunción típica para uso doméstico que se encuentra en los supermercados. Suele incluir un bote de dióxido de carbono rellenable y una botella de alta presión.

Los fabricantes de refrescos o carbonatadores de refrescos son aparatos que carbonatan agua con cartuchos de dióxido de carbono de usos múltiples. Los fabricantes y aficionados producen una variedad de sistemas. [42] [43] Las unidades comerciales se pueden vender con jarabe concentrado para hacer refrescos saborizados.

Un importante productor de carbonatadores de soda es SodaStream . Sus productos fueron populares durante las décadas de 1970 y 1980 en el Reino Unido, y están asociados con la nostalgia de ese período y han experimentado un regreso en la década de 2000. [44] [45]

Comercial

Una moderna pistola de refresco de bar

El proceso de disolución del dióxido de carbono en el agua se denomina carbonatación . El agua carbonatada comercial en sifones se elabora enfriando agua corriente filtrada a 8 °C (46 °F) o menos, añadiendo opcionalmente un compuesto alcalino a base de sodio o potasio , como el bicarbonato de sodio, para neutralizar el ácido creado al presurizar el agua con dióxido de carbono (que crea una solución tampón de ácido carbónico -bicarbonato con un pH alto de 8-10 cuando se disuelve en agua). [46] El gas se disuelve en el agua y se añade un relleno de dióxido de carbono para presurizar el sifón a aproximadamente 120 libras por pulgada cuadrada (830 kPa), unas 30 a 40 psi (210–280 kPa) más de lo que está presente en las botellas de champán en fermentación . [ cita requerida ]

En muchos restaurantes y bares modernos, el agua con gas se fabrica en el lugar mediante dispositivos conocidos como carbonatadores. Los carbonatadores utilizan bombas mecánicas para bombear agua a una cámara presurizada donde se combina con dióxido de carbono de tanques presurizados a aproximadamente 100 psi (690 kPa). El agua carbonatada presurizada fluye luego directamente a los grifos o cabezales mezcladores donde se agrega el saborizante antes de dispensarla.

Usos

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  • Agua carbonatada

Bebidas carbonatadas

El agua carbonatada es un ingrediente clave en los refrescos , bebidas que normalmente consisten en agua carbonatada, un edulcorante y un saborizante como cola , jengibre o cítricos .

El agua carbonatada simple o el agua mineral con gas se consumen a menudo como alternativa a los refrescos. El agua carbonatada es agua carbonatada a la que se han añadido compuestos como bicarbonato de sodio o sulfato de potasio . [47] Muchos fabricantes producen productos de agua con gas sin azúcar que tienen un ligero sabor mediante la adición de ingredientes aromáticos como aceites esenciales . [48] [49] El agua carbonatada se mezcla a menudo con jugo de frutas para hacer ponches con y sin alcohol con gas . [50]

Bebidas alcohólicas

El agua carbonatada es un diluyente que se mezcla con bebidas alcohólicas y se utiliza para completar la bebida y proporcionar un cierto grado de "efervescencia".

Añadir agua con gas a las bebidas "cortas" como las bebidas espirituosas las diluye y las hace "largas" (no debe confundirse con las bebidas largas como las que se preparan con vermut ). El agua carbonatada también funciona bien en las bebidas cortas hechas con whisky , brandy y Campari . El agua con gas se puede utilizar para diluir las bebidas a base de licores como el jugo de naranja . El agua con gas es un ingrediente necesario en muchos cócteles, como el whisky con soda o el Campari con soda .

Cocinando

El agua carbonatada es cada vez más popular en la cocina occidental como sustituto del agua corriente en las masas para freír, para proporcionar una textura más ligera a las masas similares a la tempura . Kevin Ryan, un científico de alimentos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , dice que las burbujas efervescentes cuando se mezclan con la masa proporcionan una textura ligera similar a la de la tempura, lo que da la ilusión de tener menos calorías que las masas para freír normales. La ligereza se debe a bolsas de gas de dióxido de carbono que se introducen en la masa (un proceso que también crea el leudado natural con levadura ) y que se expanden aún más cuando se cocina. [51]

Quitamanchas

Dado que el gas disuelto en el agua carbonatada actúa como un surfactante temporal , se ha recomendado como un remedio casero para eliminar manchas, particularmente las de vino tinto. [52]

Véase también

Referencias

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Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Aguas minerales y Agua carbonatada .
Wikisource tiene el texto del artículo de la Encyclopædia Britannica de 1911 " Aguas aireadas ".
  • La Sociedad Priestley (archivada)
  • Artículo de Priestley Impregnating Water with Fixed Air 1772 (archivado) alojado en truetex.com
  • Entrevista con uno de los últimos repartidores de refrescos de la ciudad de Nueva York en Radio Diaries
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