¿Tendremos algún día un 'microondas' que enfríe?
En 1945 un ingeniero estadounidense autodidacta llamado Percy Spencer, que trabajaba en la compañía Raytheon, estaba probando una unidad de radar cuando notó que una chocolatina se había fundido dentro de su bolsillo. Aunque otros ingenieros ya habían notado un efecto similar, probablemente ninguno de ellos le había dado mayor importancia. En cambio, Spencer decidió investigarlo, y para ello lo probó con granos de maíz, cocinando así con un radar las primeras palomitas al microondas de la historia. El siguiente sujeto de ensayo fue un huevo, lo que llevó al descubrimiento de uno de los principios básicos de la cocina con microondas: nunca introduzcas un recipiente estanco. El huevo le explotó en la cara a uno de los colaboradores de Spencer.
Poco después Raytheon solicitaba la patente bajo el título Método para el tratamiento de comestibles. El primer horno microondas se comercializó en 1947 bajo el nombre de Radarange, la propuesta ganadora de un concurso entre los empleados de la marca. Así, la cocina rápida estuvo disponible para quien pudiera gastar unos 5.000 dólares de la época (más de 50.000 dólares actuales, 47.200 euros) y tuviera espacio en su cocina para un armatoste de casi dos metros de alto y más de 300 kilos. Los primeros microondas realmente domésticos aparecieron a finales de los años 60, pero como electrodomésticos de lujo. No fue hasta los 80 cuando la caída de los precios empezó a abrirles un hueco en la cocina de las clases medias.
Las microondas están mucho más presentes en nuestras vidas de lo que sospechamos. Los teléfonos móviles, el Wi-Fi, el Bluetooth, el GPS, las comunicaciones por satélite, los radares (incluidos los de tráfico), los detectores de movimiento de las alarmas o los que abren automáticamente las puertas, todos ellos utilizan microondas, ondas de radio de alta frecuencia. Dado que la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda, son ondas cortas. Las empleadas en los aparatos de nuestras cocinas suelen tener una frecuencia de 2,45 gigahercios y una longitud de onda de 12,2 centímetros.
En realidad, el efecto calentador de las microondas se conocía ya desde los años 20, con el desarrollo de las válvulas de vacío que alumbraron el nacimiento de la electrónica. A partir de los años 50 los semiconductores comenzaron a reemplazar a las válvulas en la mayoría de las aplicaciones, pero los magnetrones que hoy calientan nuestra comida son herederos directos de aquellos tubos de vacío. El principio del calentamiento se basa en que las ondas ponen a girar las moléculas de agua y, en menor medida, las de grasas o azúcares. El giro de las moléculas hace que choquen entre sí y se muevan, dispersando en forma de calor una parte de la energía que reciben de la onda.
QUITAR CALOR, MÁS DIFÍCIL QUE DARLO
Con esto se entiende por qué es imposible emplear un principio similar para enfriar alimentos o bebidas: las microondas aportan energía que aumenta el movimiento de las moléculas, lo que se traduce en calor. Para reducir la temperatura del mismo modo sería necesario frenar la agitación de las moléculas, y esto no lo pueden hacer las ondas. El frío es solo la ausencia de calor, como la oscuridad es la ausencia de luz. Los sistemas de refrigeración que empleamos habitualmente, como los aparatos de aire acondicionado, frigoríficos y congeladores, no actúan directamente sobre el movimiento de las moléculas, sino que emplean una bomba para sacar el calor del ambiente y transferirlo a otro lugar. El principio original lo descubrió en 1824 el francés Sadi Carnot, el padre de la termodinámica. Según las leyes de esta rama de la física, para enfriar algo hay que calentar otra cosa, de ahí que los compresores de los frigoríficos expulsen calor.
La naturaleza nos facilita calentar cosas, pero no tanto enfriarlas. No podemos preparar un helado en el mismo medio minuto que tardamos en fundir chocolate, dentro de un aparato situado a temperatura ambiente; las bombas de calor funcionan despacio y necesitan que dejemos la puerta cerrada para mantener el frío. Pero algunos emprendedores ingeniosos tratan de explotar los recursos que nos ofrecen la física y la química. Un caso es el enfriamiento por procesos endotérmicos, aquellos que absorben calor, en contraposición a los exotérmicos que despiden calor, como la combustión. Un ejemplo de proceso endotérmico es la evaporación del alcohol que refresca la piel, o también añadir sal al hielo, un método casero básico para enfriar bebidas rápidamente. Ciertos sistemas patentados emplean un contenedor para latas o botellas en el que se mezcla agua con un compuesto de amonio.
Tal vez lo más parecido a un enfriador rápido de bebidas que pronto podremos tener en casa es el V-Tex, creado por el emprendedor británico Kelvin Hall en su compañía Enviro-Cool y desarrollado con el apoyo de la Unión Europea, con la participación de la empresa española Dymtec. Según su creador, el V-Tex puede enfriar una lata o botella de bebida desde la temperatura ambiente hasta los 4ºC en solo 45 segundos. Habrá una versión para uso doméstico y otra para superficies comerciales, donde el aparato permitirá ahorrar un 90% de energía frente a las neveras acristaladas que hoy se emplean para mantener las bebidas frías. Sin embargo, el V-Tex no aporta ningún avance tecnológico revolucionario; en realidad actúa sumergiendo las botellas o latas en agua gélida, y consigue un enfriamiento homogéneo a través de un movimiento que en mecánica de fluidos se denomina Vórtice de Rankine y que crea un remolino en el líquido evitando el estallido de las bebidas gaseosas al abrirlas.
LÁSER PARA DETENER ÁTOMOS
Queda saber si algún futuro desarrollo tecnológico ofrecería la posibilidad de frenar las moléculas, de modo inverso a como el microondas las acelera. Lo cierto es que existe una manera de detener los átomos, gracias a una tecnología que ya también forma parte de nuestra vida cotidiana en los lectores digitales: el láser.
El método de enfriamiento de átomos por láser fue desarrollado en la década de los 80 por tres científicos que recibieron por ello el premio Nobel de Física en 1997. El principio consiste en que el átomo pierda buena parte de la energía de su movimiento al despedir los fotones que recibe del láser, quedándose prácticamente parado. Es enormemente rápido y eficaz: puede enfriar un átomo hasta casi el cero absoluto (-273ºC) en menos de un segundo.
Por desgracia, nada de cerveza helada: en principio únicamente funciona con gases formados por un solo elemento y debe hacerse con átomos individuales, uno a uno. Según explica a El Huffington Postel físico de la Universidad de Texas Mark Raizen, "el enfriamiento por láser funciona principalmente en un gas diluido de átomos, sobre todo átomos de álcali, dentro de una cámara de vacío". Lo cual limita bastante su uso. "Este método se ha restringido al 15% de los elementos de la tabla periódica", precisa Raizen.
Algunos de estos inconvenientes se han ido resolviendo con el progreso de la tecnología. En 2007, un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts logró enfriar con láser hasta -272ºC un objeto de un gramo y del tamaño de una moneda. Este mes, investigadores de la Universidad de Washington han demostrado por primera vez el enfriamiento de líquidos con láser. Los responsables del estudio auguran al hallazgo una gran utilidad para la investigación biológica gracias a la ralentización de los procesos celulares, y también predicen aplicaciones prácticas en la electrónica, por ejemplo para enfriar los microchips de los ordenadores.
Pero más allá de eso, es difícil esperar otros usos más domésticos. "El enfriamiento de sólidos o líquidos por láser tiene interés para la ciencia, pero está lejos de ser práctico o energéticamente eficiente", apunta Raizen. "Hay problemas de escalabilidad, eficiencia energética y precio, y en mi opinión no es probable que sea útil para enfriar materiales a gran escala", añade.
El físico trabaja actualmente en otro sistema de enfriamiento que se basa en el uso de campos magnéticos según un principio llamado Cañón Gauss, empleado en armamentística para acelerar proyectiles mediante electroimanes. "Supera en mucho al enfriamiento por láser", señala. Pero tampoco parece probable que vaya a llegar a nuestras cocinas. Por el momento tendremos que seguir poniendo las bebidas a enfriar unas horas antes, o recurrir a ese viejo y gran invento llamado hielo.
