¡UN CAFÉ CALENTITO POR FAVOR!

Durante la guerra del Golfo, en 1991, soldados estadounidenses y de otros países pudieron, por primera vez en situación de combate, tomar todas sus comidas calientes y en cualquier lugar y momento.

Los alimentos ya preparados que llevaban en las mochilas iban en unos recipientes especiales con doble fondo. En el interior se encontraba la comida y en la parte externa había dos cámaras separadas, una con sales de magnesio, hierro y sal, y otras con agua. A la hora de comer se presionaba en un punto poniendo en contacto las dos cámaras exteriores, mezclando las sales y el agua, originándose una reacción de oxidación, rápida y exotérmica, que calentaba la comida en menos de un cuarto de hora.

Hoy día esto se emplea, de manera bastante común, en las comidas precocinadas y en otros productos como los cafés envasados y listos para tomar.En el caso de esos cafés, el procedimiento es presionar la base de modo que dos reactivos se ponen en contacto, se agita el envase para facilitar la reacción y, en apenas 40 segundos, se dispone de una taza de café caliente (a unos 40ºC), listo para tomar.

Os adjunto un vídeo explicativo del procedimiento de calentamiento. Está en inglés y es el típico anuncio de teletienda de la televisión americana, parece incluso una parodia.

Buscando por internet, he encontrado una página muy interesante en la que se explica perfectamente el funcionamiento de estos contenedores autocalentables: http://centros5.pntic.mec.es

¿Cómo funcionan exactamente estos recipientes?

La base del proceso está en el calor que se genera o que se absorbe cuando se disuelve una sustancia química. En general, para las compresas calientes y las bebidas autocalentables se utiliza cloruro de calcio o sulfato de magnesio, mientras que para las compresas frías o para enfriar bebidas se utiliza nitrato de amonio.

Experimentalmente se ha comprobado que mezclando 100 ml de agua con 40 g de cloruro de calcio (CaCl₂) la temperatura del sistema puede subir desde 20 ºC a 90 ºC. Se trata de un proceso muy exotérmico.

Cuando se disuelve un soluto en un disolvente, en general, se produce un intercambio de energía que se manifiesta en un aumento o disminución de la temperatura del sistema. El calor absorbido o liberado se denomina calor de disolución. Si el proceso de disolución es exotérmico, se libera calor y la temperatura del sistema aumenta. Si el proceso es endotérmico, se absorbe calor y la temperatura del sistema disminuye.

En una disolución exotérmica la energía del disolvente más la del soluto, por separado, es mayor que la energía del disolvente y el soluto una vez mezclados. La diferencia de energía es lo que conocemos como calor de disolución o entalpía de disolución (cuando el proceso tiene lugar a presión constante). En este caso es una entalpía negativa, puesto que en el estado final el sistema tiene menos energía que el inicial.

Esto da paso a otro tipo de aplicación considerando la otra clasificación química de las reacciones, desde la termoquímica, las reacciones endotérmicas.

En algunos botiquines de emergencia aparecen unas bolsas de plástico que se utilizan para la preparación de compresas instantáneas FRÍAS y CALIENTES. Se pueden encontrar en las farmacias y son útiles para proporcionar los primeros auxilios a los deportistas y atletas que sufren un golpe o determinadas lesiones que necesitan de la aplicación inmediata de frío o calor.

Estas compresas constan de una bolsa de plástico que contiene otra bolsa más pequeña, con agua, y una sustancia química en forma de polvo o cristales. Al golpear el paquete con el puño se rompe la bolsa interior que contiene el agua y la sustancia se disuelve. La bolsa comienza a calentarse o a enfriarse, según el caso, de forma muy rápida. La temperatura aumenta o disminuye dependiendo de que el proceso de disolución de la sustancia sea exotérmico o endotérmico. En concreto, el endotérmico, el que genera frío, para el caso de una disolución, como la sucedida en las bolsas de los botiquines, la energía del estado inicial (soluto y disolvente por separado) es menor que la energía del estado final (la disolución). Por tanto, la entalpía es positiva.