Los misterios del frío

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En 1912 un naturalista y hombre de negocios llamado Clarence Birdseye acababa de llegar a la península del Labrador. Observando las costumbres de los esquimales vio una que le maravilló: congelaban la carne del reno caribú. Algo sorprendente pues en el supuesto mundo civilizado, tecnológicamente más avanzado que el esquimal, los alimentos congelados se volvían incomibles. Pero la carne congelada esquimal mantenía todo su sabor.

Un día, tras pescar un pez que se solidificó casi instantáneamente al sacarlo del agua, descubrió el por qué. En Estados Unidos se trabajaba en la congelación lenta de la carne mientras que los esquimales practicaban la rápida. Ahí estaba el quid. Una congelación súbita produce cristales pequeños y una lenta, grandes, que rompen las paredes celulares y provocan la degradación rápida de los alimentos.

Este caso nos demuestra que, en general, nos interesa poco el frío. Como prueba, imagine que acaba de levantarse y se prepara el café con leche del desayuno. El café está demasiado caliente y decide acelerar el proceso de enfriado: ¿Esperará 5 minutos antes de echar la leche fría o echará la leche fría y luego esperará 5 minutos? Y lo más importante: ¿qué razones tiene para escoger una u otra estrategia?

Aunque la intuición nos diga que hay que echar rápidamente la leche, la respuesta correcta es esperar primero. Si todas las mañanas realiza la prueba, acabará encontrando lo que Isaac Newton descubrió y que en su honor recibe el nombre de ley de enfriamiento de Newton: la velocidad con que se enfría un cuerpo es proporcional a la diferencia de temperatura entre éste y el medio que le rodea. Por eso, si echamos rápidamente la leche, habremos disminuido su temperatura, la diferencia con el aire será menor y se enfriará más despacio.

Nuestra incultura sobre el tema es ancestral y tiene una causa bien clara: no nos gusta pasar frío, por lo que dedicamos nuestros esfuerzos a combatirlo. Si no, intente responder a esta simple pregunta: ¿qué es el frío? Cuando decimos “tengo frío”, ¿qué estamos diciendo? Resulta curioso que se use el verbo tener junto a frío, expresando que se posee algo o que algo entra en el cuerpo. Quizá algún tipo de sustancia o materia penetra y comete barbaridades tales como hacernos tiritar. Algunos de nosotros, más avispados, diremos que frío es ausencia de calor, pero eso deja las cosas como estaban pues ¿qué es el calor? En realidad el calor es un proceso, una forma de transmitir energía de un cuerpo a otro que tiene por efecto aumentar o disminuir la temperatura. Esa disminución de temperatura, esa sensación térmica, es lo que entendemos como frío.

Pero no todo lo relacionado con el frío es desagradable. El primer helado apareció en China hace 4.000 años. Considerado una delicatessen, era muy diferente a lo que nosotros conocemos como tal: era una pasta de arroz hervido, especias y leche envuelta en nieve para solidificarla. Poco a poco aparecieron los helados de frutas, zumo con nieve. Y paseando por las calles de Pekín en el siglo XIII encontraríamos el clásico ‘carrito del helado’.

Las rutas comerciales con Occidente trajeron este refrescante postre a Italia. Los maestros heladeros guardaban con exquisito celo sus recetas. No era para menos: el helado era un postre para ricos, pues por congeladores utilizaban un sótano repleto del hielo recogido durante el invierno. Servir helado durante una comida era símbolo de posición social. Así, cuando Catalina de Médicis se casó en 1533 con el rey Enrique II de Francia, ordenó servir un helado de frutas distinto cada día durante todo el tiempo que duraran los esponsales. Y la celebración se prolongó durante un mes. Eso sí que eran bodas…

En 1560 un español residente en Roma, Blasius Villafranca, descubrió que podía congelar más rápidamente la mezcla si añadía salitre al hielo y la nieve que rodeaba al helado. Gracias a este hallazgo los pobres pudieron disfrutar de tan exclusivo postre. Y en 1920 el norteamericano Harry Burt lanzó al mercado el helado de vainilla recubierto de chocolate y con un palo de madera para sujetarlo. Acababa de nacer el polo.

Suponga ahora que dispone de dos cubiteras y en una de ellas vierte agua a 95º C y en la otra agua a 50º. Si las mete en el congelador al mismo tiempo ¿Cuál se congelará antes? Si se guía por su sentido común, errará. Ni se congelarán a la vez ni lo hará primero la de 50º C: la primera en congelarse será la más caliente. Éste es el efecto Mpemba, en honor al joven tanzano que lo descubrió mientras hacía unos helados en 1969.

Todo tiene que ver con el superenfriamiento: a veces el agua no solidifica a 0º C y se mantiene líquida incluso a –20º C. En estas condiciones, si comienza la congelación se produce a una velocidad mucho mayor que de normal. El agua caliente es más proclive a superenfriarse por un curioso motivo: cuanto más caliente esté el agua, menos burbujas de gas contiene.
¿Qué tiene que ver esto con la congelación? La existencia de estas burbujas permite que el agua solidifique porque actúan como “agarraderos” para que las moléculas de agua empiecen a orientarse y formen la estructura cristalina del hielo. Cuantos menos “agarraderos” tenga el agua, más fácil es que se mantenga líquida por debajo del punto de congelación.
Después hay que tener en cuenta que el hielo flota en el agua líquida: un lago congelado lo está en su parte superior, y la capa de hielo crece hacia abajo. Esta capa aísla al resto del agua del aire frío, lo que hace que se congele con más lentitud. Sin embargo, el agua superenfriada lo está completamente y cuando comienza la congelación se produce de golpe, con lo que gana la partida a la masa de agua que lo hace por el camino normal.

Por cierto, ¿sabe cuál es el lugar más frío de España? No, no es el Aneto ni el Teide. Basta con bajar a los sótanos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza. Allí, en uno de los laboratorios del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA), encontraremos un refrigerador de dilución que enfría hasta una temperatura de 12 milésimas de grado por encima del cero absoluto (–273,16 ºC). Los investigadores del ICMA también son pioneros en España a la hora de medir el efecto magnetocalórico: sustancias que al dejar de aplicarles un campo magnético, se enfrían. ¿Estaremos ante los frigoríficos del futuro?

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11 Comentarios Agrega el tuyo

  1. Esta genial tu blog, Miguel Angel. Eres exhaustivo en las investigaciones y un escritor increiblemente prolifico. Enhorabuena!

  2. Anónimo dice:

    Blaoblaoblaoblaoblao…

  3. Akiv dice:

    Interesante artículo… Me he permitido postearlo en http://meneame.net/ creo que merece la pena leerlo…
    Un saludo.

  4. Carmen dice:

    Ay q ver… quién dijo q la ciencia es algo abstracto y alejado de nuestro día a día… si sólo nos falta q nos des alguna receta o truco de cocina, Sabadell… tomamos nota de los consejos para enfriar… y tb deberíamos tomar ejemplo de Catalina de Médicis si pensamos en casarnos alguna vez… claro q si las bodas durasen un mes, existiría el riesgo de q algunas no llegarán a concluir, ya q un mes es tiempo más q suficiente para q se plantease una posible separación o divorcio… jajaja

    Una Facultad de Ciencias el sitio más frío de España… era de esperar… 😉 … si yo no estaba tan equivocada después de todo…

  5. lola fuentes dice:

    Carmen por tu comentario final “una facultad de ciencias el sitio más frío de España, era de esperar…..Me da la sensación de que asocias ciencia a frialdad. Estoy casi segura de que no piensas así, ya que el conocimiento de la Naturaleza, del hombre como miembro de ésta, es very hot. ya que todo apasionamiento o pasión, en este caso su estudio lo es. ¿Me equivoco?. Un saludo.

  6. Carlos M dice:

    gracias, ahora entiendo el efecto Mpemba, entre otras cosas

  7. lola fuentes dice:

    También te doy las gracias por darme a conocer el efecto Mpemba, es realmente curioso. Y jamás oí hablar de ello. ¿Cómo se puede pensar que en algunas circunstancias se congela el agua caliente, antes que la fría? ¿Mejor esperar a qué esté a -20º C, para realizar el experimento?

  8. Estela dice:

    Nunca había oído eso del efecto mangnetocalórico. Sumamente curioso… ^^

    El efecto Mpemba también es algo que huye de la lógica, lo cual demuestra que la sorpresa es una parte de la ciencia. Y es que, cmo dijo el fabuloso Albert Einstein, “no podemos resolver problemas pensando de la misma manera que cuando los creamos”

    Saludos

  9. homeless dice:

    No lo problemas que crean otras personas sólo pueden resolverlas ellas, pero a quien les afecta puede ser que los resuelvan de una manera realmente “sorprendente”,

  10. homeless dice:

    La sorpresa es una parte de la ciencia, pero hay otra parte de la ciencia…. que parece que se ha dejado atrás una estrella,…..

  11. cesar dice:

    hola por favor me pueden enseñar a hacer un experimento del agua superenfriada ??? el q me pueda ayudar por favor enviarme un mail gracias ! !!

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