Nuestros expertos internos responden a preguntas sobre sus interacciones con la tecnología.
P: ¿Cuál es la mejor nevera, desde el punto de vista de la física?
A: Primero, un recordatorio de la física de la escuela secundaria: el calor, a nivel atómico, es el movimiento de las moléculas. Cuanto más rápido se muevan, más caliente estará el sólido/líquido/gas. En un gas caliente, esto significa que las moléculas zumban y rebotan en las paredes. En un sólido caliente, las moléculas vibran en el lugar en el que se encuentran, transmitiendo sus vibraciones a las vecinas que vibran más lentamente a través de los enlaces moleculares elásticos que mantienen el sólido unido.
El frío es la ausencia de calor, al igual que la oscuridad es la ausencia de luz. El objetivo de un refrigerador, por tanto, no es tanto mantener el «frío» dentro, sino mantener el calor fuera. Lo bien que una nevera pueda hacer esto dependerá de tres factores clave: el aislamiento, el aire y el hielo.
Entonces, ¿cuál es la mejor nevera? Piénselo desde la perspectiva de la termodinámica:
Una con aislamiento grueso de espuma de célula cerrada
En general, todas las neveras comerciales utilizan el mismo método de aislamiento: espuma entre las paredes interiores y exteriores. La espuma es un buen aislante por dos razones. En primer lugar, está llena de burbujas de gas; los gases conducen el calor con menos eficacia que los líquidos o los sólidos, y el hecho de atrapar el gas en pequeñas burbujas impide que el gas transfiera eficazmente el calor por convección. En segundo lugar, las moléculas de polímero que componen las paredes de las burbujas están muy poco unidas, lo que limita la velocidad de transferencia de calor de una molécula a otra. (Las moléculas de los materiales altamente conductores del calor, como el metal, contienen electrones que fluyen libremente y transfieren el calor con mayor facilidad que sus homólogos menos móviles.)
Pero no todas las espumas son iguales. Hay espumas de célula cerrada y de célula abierta. La espuma de célula cerrada es densa y rígida, y la mayoría de las burbujas de gas no se tocan entre sí. La espuma de célula abierta es más flexible y ligera, pero como la mayoría de las burbujas de gas están en contacto entre sí, es más fácil que el calor se desplace a través de ella y, por tanto, es menos aislante. Los dos tipos de espuma también contienen diferentes tipos de gas: Las burbujas de célula abierta suelen estar llenas de vapor de agua, mientras que las espumas de célula cerrada están llenas de otras sustancias químicas con mejores propiedades aislantes, como el pentano. (Durante décadas, la mayoría de las espumas aislantes de célula cerrada se rellenaban con CFC, que se eliminaron tras descubrirse su impacto en la capa de ozono. La mayoría de las espumas actuales no son tan buenas para proteger los embutidos, pero son mucho mejores para proteger la atmósfera)
La espuma de célula abierta es el tipo de espuma que se utiliza en las fiambreras blandas y similares, mientras que las neveras rígidas suelen contener espuma de célula cerrada en sus paredes. Debido a la diferencia en el poder aislante, casi siempre es mejor una nevera rígida que una blanda, siempre que la portabilidad no sea un factor limitante.
Por último, y de forma más intuitiva, la eficacia de su nevera dependerá del grosor de la espuma utilizada para aislarla. Algunas neveras más baratas no tienen aislamiento en sus tapas, o tienen un aislamiento más fino en la parte inferior de la nevera; ambos factores reducirán la eficacia de su nevera. Además, si la tapa de su nevera cuenta con portavasos, considere la posibilidad de poner un tapón de material aislante, como espuma de poliestireno, en la parte inferior de los mismos. (O si no los utiliza, considere la posibilidad de rellenarlos con espuma en spray o espuma con memoria).
Una que permanezca llena y sin abrir
En comparación con los sólidos y los líquidos, el aire es un mal conductor del calor. Pero no lo subestimes. Cada vez que el contenido de su nevera entra en contacto con el aire más cálido del exterior, esas moléculas que se mueven más rápido se introducen y golpean las moléculas frías en las costillas, haciendo que se muevan más rápido y haciendo que su cerveza se caliente un poco más. Por esta razón, es mejor que su nevera no se abra con frecuencia. Considere la posibilidad de tener neveras separadas para la comida y para la bebida.
Además, una buena nevera será hermética. Compruebe el sellado de la tapa de su nevera y asegúrese de que deja pasar la menor cantidad de aire posible. Algunas neveras, como las de YETI y Orca, están moldeadas de una sola pieza de plástico sin costuras, en un proceso llamado rotomoldeo. Es increíblemente eficaz para mantener el aire fuera, pero también puede ser increíblemente caro.
Si es posible llenar su nevera de manera que no haya bolsas de aire, hágalo, preferiblemente con hielo. Porque mientras una mezcla de hielo y agua derretida en su nevera siempre estará a 32 grados Fahrenheit, cualquier aire en su nevera estará más caliente que eso. Llenar esas bolsas de aire con hielo elimina ese problema.
Una con una cantidad (y forma) adecuada de hielo
La proporción generalmente aceptada de hielo con respecto al contenido es de aproximadamente 2:1. (La proporción ideal tiene tantos factores, incluido el calor específico de su contenido, que no es algo que merezca la pena calcular antes de cada acampada). La velocidad de fusión del hielo está directamente relacionada con su superficie: Un bloque de hielo se derrite mucho más lentamente que una cantidad equivalente de hielo en cubitos. Considere la posibilidad de comprar hielo en bloque, o congele agua en una jarra de plástico de un galón para hacer su propio «bloque». (Tras la publicación de este artículo, el profesor de física Fred Bucheit nos escribió para recordarnos que, en realidad, es deseable que el hielo se derrita, ya que así es como el hielo absorbe el calor que, de otro modo, calentaría tu cerveza. Si quieres que tu contenido se enfríe al máximo, los cubitos de fusión rápida son tus amigos; si tienes un viaje largo en el que tu contenido no tiene que estar congelado, el hielo en bloque durará mucho más.)
A medida que el hielo se derrite, el nivel de agua en tu nevera aumentará. No la vacíe. Sigue aislando el contenido de tu nevera. (Puede que el agua conduzca el calor mejor que el aire, pero mientras el agua esté más fría que el aire, es la mejor opción para mantener su cerveza dentro.)
Las moléculas de movimiento rápido son el enemigo de las cosas frías, y mantener estas moléculas a raya es la valiente ambición de todas las neveras: las mejores aprovechan al máximo las leyes de la física para maximizar su poder.
A Meredith Fore le gusta la sidra helada y escribe para WIRED sobre física como becaria de la AAAS para medios de comunicación.
Actualizado el 7-11-19, 9 pm EDT, para aclarar cómo el hielo derretido puede realmente ayudar a mantener tus bebidas frías.
¿Qué podemos decirte? No, en serio, ¿qué quieres que te diga uno de nuestros expertos internos? Publique su pregunta en los comentarios o envíe un correo electrónico a los sabelotodo.
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