¿Podrías comprimir chocolate de manera que tenga la misma densidad y forma que una moneda de cobre real?

Question

Hay muchas culturas en todo el mundo que tienen tradiciones de monedas de chocolate alrededor de la época navideña, la mía incluida. Recientemente me pregunté si era posible comprimir el chocolate para darle la misma densidad que una moneda real (que en su mayoría están hechas de cobre, creo, aunque la composición exacta no es tan importante). No hay un propósito real detrás de esta pregunta, más allá de entretener la idea de que podrías engañar a la gente haciéndoles creer que son monedas reales en lugar del tipo de chocolate.

Suponiendo que una moneda está hecha de 100% de cobre, tendría una densidad de aproximadamente 8960 kg/m$^3$, mientras que el chocolate tiene una densidad de alrededor de 1300 kg/m$^3$. Esto significa que tendrías que comprimirlo a aproximadamente 1/7 de su volumen original. Dado que el chocolate tiene una compresibilidad no nula, supongo que es posible llegar a esa densidad, pero ¿el chocolate seguiría conservando características físicas similares durante el proceso, o la presión necesaria causaría otros efectos que hagan esto imposible? Tengo poca experiencia en el tema de la ciencia de materiales, por lo que no pude encontrar buena información sobre el chocolate bajo presión, principalmente sobre los efectos del chocolate en la presión sanguínea.

¿Alguien tiene una prensa hidráulica para hacer una prueba de sabor después?

Edit: Fuente para la densidad del chocolate https://www.density.co.uk/documents/Density-of-Chocolate.pdf

Answer 1

Los héroes que merecemos son Bikos, D. et al., "Caracterización mecánica destructiva y no destructiva del chocolate con diferentes niveles de porosidad bajo varios modos de deformación," 2023. Lograron obtener una compresión permanente (inelástica) de aproximadamente 3%. No hay información sobre cómo eso afectó el sabor o la sensación en la boca.

Para entender el comportamiento del chocolate bajo una compresión más extrema, claramente se necesita más investigación. Sin embargo, podría ser interesante comparar con el interior del sol. El sol está compuesto de hidrógeno. El hidrógeno líquido alcanza una densidad de aproximadamente 70 kg/m$^3$ a 1 atmósfera, pero obviamente se vuelve más denso bajo altas presiones. Para obtener una densidad 7 veces mayor, debes ir (de manera muy aproximada) un 40% hacia el centro del sol, momento en el que la presión es de aproximadamente 20 TPa. [1] (Para comparación, la presión en el centro de la tierra es solo de 360 GPa.) Desafortunadamente, las altas temperaturas dentro del sol son un factor complicador, y el chocolate no es lo mismo que el hidrógeno [se necesita citación], pero esto te dará una idea de las condiciones extremas necesarias para lograr ese tipo de compresión.

En resumen, una prensa hidráulica no hará el trabajo. Si deseas comprimir el chocolate a una densidad de 9, necesitarás contratar a los ingenieros que diseñan las lentes explosivas utilizadas en armas nucleares, y incluso eso podría no ser suficiente.

[1] datos de https://www.sns.ias.edu/~jnb/SNdata/Export/BP2004/bp2004stdmodel.dat

Answer 2

Definitivamente es teóricamente posible - dado suficiente presión cualquier cosa puede ser comprimida hasta esa densidad. Sin embargo, existen múltiples problemas que evitarían que puedas saborear el producto:

1. El módulo de compresibilidad del chocolate estaría en gigapascales, y comprimirlo por un factor de siete requeriría presiones del orden de $10^{12}\ \mathrm{Pa}$. Tales presiones son demasiado altas para lograrlas con métodos no destructivos. Se requerirían explosivos de alta potencia (o incluso nucleares).
2. Incluso si fuera posible diseñar una prensa lo suficientemente poderosa, no podrías saborearlo en estado comprimido. Cuando se libere la presión, el chocolate se expandiría de nuevo (casi) a su volumen original.
3. Es bastante probable que ocurran cambios químicos irreversibles, ya que la compresión con explosivos es necesariamente muy rápida. Supongo que el estado final de la materia sería una mezcla de carbohidratos que se asemejaría más al petróleo crudo que al chocolate.

Answer 3

El chocolate tiene rastros de metales pesados naturalmente presentes como el cadmio. Pero el cadmio tiene una densidad más baja que el cobre, desafortunadamente (o afortunadamente para quien lo come ya que el cadmio es tóxico). De lo contrario, podrías lograr tu objetivo aumentando suficientemente la proporción de componentes más densos del chocolate.

Sin embargo, si añadieras elementos más densos como plata o oro, podrías hacer una mezcla de chocolate comestible tan densa como el cobre. Probablemente sería costoso y no tan sabroso, pero la plata y el oro no son tóxicos y no deberían dañar a nadie que los consuma.

Zchocolat en realidad hace chocolate comestible recubierto de oro. Es caro.