Secretos del corte: ¿Qué ocurre cuando se corta una salchicha?
Investigadores estudian los procesos que intervienen en el corte de tejidos blandos
Cualquiera que muerda una salchicha o corte un trozo en un mercado o feria de Navidad suele haber practicado esta técnica desde niño. Casi nadie piensa en este proceso cotidiano, lo principal es que sepa bien. Sin embargo, el corte de materiales tan blandos aún esconde algunos secretos, y la ciencia moderna sabe poco sobre los detalles del corte de salchichas, gelatina o elastómeros sintéticos parecidos al caucho. Miguel Ángel Moreno-Mateos, de la Cátedra de Ingeniería Mecánica de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), está cambiando esta situación por una buena razón: a los fabricantes de alimentos y a los cirujanos les gustaría saber más para mejorar su tecnología en beneficio de consumidores y pacientes. Los resultados se han publicado ahora en Nature Computational Materials.
¿Cuchillo para pan o para asar, o prefiere el cuchillo para pasteles?
Al fin y al cabo, no sólo los pasteleros aficionados se plantean si deben cortar su tarta casera de nata o crema con un cuchillo de pan o quizás mejor con un cuchillo de asar. Como ambas opciones funcionan bastante mal, la experiencia demuestra que el cuchillo especial para tartas es probablemente la mejor elección. Miguel Ángel Moreno-Mateos investiga por qué es así. Pero no sobre una tarta, sino sobre gelatina, que contiene mucha agua. Esto hace que el material, fabricado a partir de pieles y huesos de animales, sea muy blando por un lado, pero también muy resistente por otro. Otro objeto de investigación son los elastómeros producidos sintéticamente, que pueden moldearse fácilmente como el caucho. Y las salchichas de Nuremberg, que en términos sencillos consisten en pequeños trozos de carne y grasa.
"Los tres materiales son blandos, pero cada uno se comporta de forma diferente al cortarlo", explica el ingeniero de la FAU. Lo mismo ocurre con diversas sustancias en la naturaleza. Por eso las hormigas que cortan hojas tienen herramientas de masticación completamente diferentes a los dientes de un humano que corta patatas o fresas. Miguel Ángel Moreno-Mateos y el titular de la cátedra Paul Steinmann observaron primero en experimentos lo que ocurre cuando se cortan materiales blandos y luego lo simularon con modelos informáticos.
Cuando la cuchilla presiona la gelatina, primero deforma la estructura con mucha fuerza antes de cortar finalmente el material de forma abrupta porque las fuerzas de resistencia internas se colapsan de repente. El comportamiento de una cuchilla que presiona sobre un elastómero y continúa cortándolo de forma muy uniforme es completamente distinto. En cambio, con la salchicha de Nuremberg, la grasa blanda lubrica el contacto entre la hoja y los trozos de carne, lo que permite un corte uniforme sin roturas ni cambios rápidos. Probablemente por esta misma razón, las salchichas se sienten mucho más blandas que la carne al masticarlas: Los dientes o la cuchilla no abren una superficie relativamente resistente, sino que se deslizan como a través de una sustancia viscosa que ofrece poca resistencia.
Las simulaciones pueden hacer más seguras las operaciones
A continuación, los modelos informáticos muestran lo que ocurre en detalle: ¿Cómo influyen las fuerzas de fricción en el corte de materiales tan blandos? ¿Cuánto tiempo deforma la cuchilla el material y cuándo exactamente empieza a cortarlo? Estas simulaciones no sólo muestran a los fabricantes de alimentos cómo pueden mejorar sus procesos y qué cuchillas deben utilizar y con qué precisión para lograr el mejor resultado.
También pueden facilitar el trabajo de los cirujanos y aumentar considerablemente la seguridad de las operaciones. Al fin y al cabo, los médicos utilizan sus bisturíes para cortar a través de capas muy diferentes, desde la piel hasta el tejido conjuntivo, hasta llegar a su objetivo. La incisión debe ser lo más suave posible y causar pocas lesiones que cicatricen con relativa rapidez. Sin embargo, daña fácilmente las venas y la sangre que se escapa interrumpe el contacto entre el bisturí y el tejido. Por eso los cirujanos calientan un poco las hojas, lo que detiene más rápidamente la hemorragia y les permite seguir operando más deprisa. Además, el bisturí tiene pequeños orificios que minimizan la superficie y reducen el riesgo de que la hoja se atasque.
Por muy sofisticadas que sean estas técnicas, pueden mejorarse aún más con experimentos en materiales blandos y simulaciones por ordenador. Así se minimizan los riesgos de la cirugía y se mejora la cicatrización. Por tanto, no son sólo los cirujanos, sino sobre todo los pacientes quienes se benefician de estos y futuros experimentos de Miguel Ángel Moreno-Mateos. Y quienes, cuando visitan los mercados navideños y las fiestas populares, comprenden mucho mejor qué ocurre exactamente cuando muerden una salchicha.
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