Materiales y transferencia de calor

Posted on feb 27, 2012 in What´s on | 0 comments

En cocina, de manera cotidiana trabajamos con distintos materiales, tales como vidrio, plástico, cerámica, aluminio, cobre y acero inoxidable. Seguramente hemos observado las diferencias en la manera en que éstos transmiten el calor a los alimentos, e incluso se recomienda usar distintos materiales para diversas aplicaciones, por ejemplo cerámica para hornear platillos como soufflés, o bien charolas de aluminio para hornear galletas. Entonces, ¿cuáles son las diferencias de estos materiales en relación con su transferencia de calor? ¿Cómo interactúan con los alimentos al momento de cocinar?

Para poder responder a estas preguntas, primero debemos revisar los tres mecanismos de calor: conducción, convección y radiación. La conducción es el principal mecanismo

en materiales sólidos, por ejemplo, si tenemos un steak sobre una plancha, la superficie en contacto con la fuente de calor elevará su temperatura y este calor se transmitirá a través de la pieza de carne. Se supone que existen dos factores que contribuyen mayormente a este proceso, que son la energía de vibración de las moléculas dentro de la estructura y por medio de una nube de electrones que se mueven dentro del entramado estructural. Los materiales se diferencian en su capacidad para conducir el calor, siendo los metales en general mucho mejores conductores que los no metales. La conductividad térmica es la propiedad que se utiliza para cuantificar la capacidad de una sustancia para conducir el calor (ver tabla), y se mide en watts por metro cuando el incremento de temperatura es de 1°K (grado Kelvin, que tiene la misma magnitud que 1°C pero establece su punto cero en -273.15°C o cero absoluto).

Los materiales que son pobres conductores (bajo valor de conductividad térmica), como la madera, se utilizan como aislantes, es por eso que al usar utensilios de madera para cocinar podemos tocarlos sin quemarnos. El aire también es un buen aislante, de ahí que las paredes de muchos hornos tienen un vidrio doble con aire en el medio para evitar pérdidas de calor.

El cobre y el aluminio son los mejores conductores del calor, es decir, permiten que éste llegue al alimento de una manera mucho más rápida. Sin embargo, casi todo el equipo utilizado en cocina y en la industria de alimentos se fabrica actualmente en acero inoxidable. Este es bastante peor conductor del calor, por lo que a muchos les parecerá sorprendente. Sin embargo, la conducción no es el único mecanismo de transferencia que tenemos en cocina, por lo que a nivel práctico las diferencias no son significativas.

Esto nos lleva al segundo mecanismo, que es la convección. Éste predomina en líquidos y gases y se debe a que el movimiento global de las moléculas transmite el calor. La convección puede ser libre debida a la diferencia de densidad (como el movimiento de las moléculas de agua cuando ésta se calienta, ya que las calientes tienen menor densidad y tienden a subir) o forzada (lo que ocurre dentro de un horno de convección, con un ventilador o bien por agitación de un líquido).

Y el tercer mecanismo, la radiación, se debe a la propiedad que tienen todos los objetos de emitir radiación electromagnética  a una temperatura superior a 0°K, esta radiación viaja a través del espacio a la velocidad de la luz, y cuando hace contacto con algún objeto puede ser absorbida. Por ejemplo, al gratinar un alimento bajo la salamandra el calor llega principalmente por este mecanismo. Lo mismo ocurre dentro del horno de microondas.

De esta manera, un alimento tal como un pan dentro de un horno se cocinará a través de una combinación de los tres mecanismos: radiación desde la pared del horno hasta la superficie, conducción dentro del pan y convección de las moléculas de aire que se mueven dentro del horno y también transmiten a la superficie del pan y de su recipiente.

Como conclusión tenemos que el cobre y el aluminio, al ser los mejores conductores, se calentarán mucho más rápidamente que el vidrio, la cerámica y el acero inoxidable, por lo que si deseamos que la

transmisión de calor hasta el centro del alimento ocurra sin que se quemen las orillas, es mejor utilizar los materiales que son menos eficientes como conductores, como en el caso de la cerámica y el soufflé. Pero si por el contrario, buscamos que un recipiente con un líquido hierva lo antes posible, podemos usar los mejores conductores. De cualquier manera, es importante recordar que sólo es permitido usar aquellos materiales aprobados para su uso en alimentos por la Norma Oficial Mexicana. ␣

Bibliografía: M. J. Lewis, Propiedades físicas de los alimentos y de los sistemas de procesado, Editorial Acribia, Zaragoza, España, 1993.

 

ESCRITO POR Lidia Parada Dorantes  lparada@saborearte.com.mx

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