Hielo

 En el programa 5 dies de 7/8/23 hablamos con Alba González sobre hielo.

El hielo es el nombre que le damos al agua en estado sólido. En condiciones de presión normales el agua líquida se convierte en hielo cuando la temperatura desciende hasta los 0ºC o una temperatura inferior.

Si tenemos una cierta cantidad de agua que se esté enfriando, por ejemplo, por hallarse en un equipo frigorífico, lo que sucede es que el agua va perdiendo energía térmica a medida que se enfría, concretamente cada kg de agua cede 1 kcal por cada grado de descenso térmico: es el llamado calor específico del agua, ciertamente elevado. Sin embargo, al alcanzarse los 0ºC y estando todavía en estado líquido, ese mismo kg deberá ceder unas 80 kcal adicionales para solidificar y convertirse en hielo, que deberán ser extraídas por nuestro congelador: es el llamado calor latente de fusión, pues si queremos ahora fundir ese hielo será necesario aportarle las 80 kcal que cedió al congelarse.

Se trata de una cantidad de energía enorme en comparación con el calor latente de fusión de otras sustancias y es precisamente por ello por lo que el hielo es tan útil para enfriar alimentos y bebidas, pues mientras se funde va tomando la energía térmica (el calor) de los alimentos o bebidas con los que contacta y del medio circundante.

Como se ha indicado anteriormente, el hielo funde a 0ºC, en el llamado punto de fusión (y el agua solidifica o se congela a esa misma temperatura). Algo relativamente desconocido es que aunque saquemos el hielo de nuestro congelador a una temperatura más baja, por ejemplo a -20ºC, a los pocos segundos en contacto con el aire mucho más caliente, el hielo empezará a fundir por su superficie. Como este fenómeno ocurre a 0ºC incluso aunque el núcleo de hielo se halle a una temperatura bastante más baja la superficie en fusión se mantiene a 0ºC pues se trata de un fenómeno bastante inamovible. Como los alimentos o bebidas están en contacto con la superficie en fusión, no con otra zona, el enfriamiento tenderá hacia los 0ºC, normalmente sin alcanzarlos salvo que haya una gran agitación y siempre teniendo en cuenta la temperatura inicial de esos alimentos, la cual también puede influir en el resultado.

Lo anterior es cierto para el agua pura, pues si al hielo le añadimos sal de mesa en la zona de fusión ya no se halla agua, sino una salmuera, con un punto de fusión más bajo dependiendo de la concentración de sal alcanzada. Es por ello que se usa la sal para fundir la nieve y el hielo en carreteras y aceras y por la cual se utiliza hielo y sal como mezcla frigorífica para alcanzar temperaturas muy bajas. Antiguamente se hacían helados aprovechando este fenómeno y usando sal y nieve como fuente de frío.

Los cubitos que solemos hacer en casa suelen presentar un aspecto blanquecino, a diferencia de los comerciales, mucho más transparentes y similares al que podemos ver en un témpano de hielo, el cual se llama hielo cristalino. La causa de ello es que cuando el agua se congela tiene a hacerlo uniéndose entre sí las moléculas de agua, que van dejando de lado otras sustancias, como las sales minerales que contiene el agua, que se van concentrando en la parte de agua que todavía no se ha congelado, hacia el centro del cubito, de modo que al final, cuando ya no queda más agua, solidifica el conjunto residual rico en sales proporcionando ese aspecto marmóleo.

Los témpanos de hielo, por el contrario, se forman con agua de lluvia o de la que se halla en forma de vapor en el aire, que condensa y solidifica por el frío y que es extremadamente pobre en sales. Todavía los gases del aire disueltos en el agua podrían dar color al hielo pero al formarse el témpano despacio y de dentro a fuera permite el escape de esos gases (al contrario que en el congelador, que el hielo se forma de fuera a dentro).

A nivel industrial, para fabricar hielo cristalino, también forman los cubitos de dentro a fuera. Usan agua muy pura, de ósmosis, y unos aspersores la lanzan contra unos tubitos metálicos muy fríos, de forma que el agua se va congelando por contacto y la que no se congela es recogida en una bandeja desde donde se retoma y vuelve a ser lanzada por los aspersores. El hielo va formándose capa a capa sobre los tubitos metálicos, de dentro a fuera, permitiendo la salida de los gases y las pocas sales. Cuando el cubito tiene ya el tamaño adecuado el tubito se calienta, lo que produce la fusión del contacto con el hielo y este cae, dejando un hueco tubular en el centro del cubito. Al final del ciclo el agua que no llegó a congelarse recogida por la bandeja y más rica en sales se deshecha como rechazo.

 En casa podemos fabricar hielo cristalino. Para ello debemos partir de agua pobre en sales, de ósmosis o mineral de mineralización débil. Es recomendable hervirla, lo que elimina la mayor parte de los gases del aire que se hallan disueltos en ella. El truco es congelarla muy despacio, para permitir que los gases puedan escapar al máximo de la zona helada. Normalmente se introduce agua en una nevera portátil que a su vez se introduce en el congelador destapada. Las paredes de la nevera retardarán la congelación y a medida que se forme el hielo, empezando por la periferia del bloque que se formará, éste será extremadamente transparente, pues las pocas sales y los gases se irán acumulando en la parte central del gran bloque. Posteriormente deberemos cortar las porciones más transparentes con la ayuda de un cuchillo de pan para hacer marcas en el hielo y un golpe de martillo sobre el cuchillo y la marca, lo que nos permitirá crear los cubitos del tamaño deseado.

Otra curiosidad es que podemos atrapar objetos en el hielo, como flores por ejemplo, consiguiendo cubitos de hielo muy decorativos y coloridos, para enfriar botellas y latas o como simple decoración. Si las flores que utilizamos son comestibles incluso podremos usar ese hielo para enfriar bebidas introduciendo los cubitos dentro del vaso, con un efecto aún más llamativo.

 *********************

El gel és el nom que donem a l'aigua en estat sòlid. En condicions de pressió normals, l'aigua líquida es converteix en gel quan la temperatura baixa fins als 0ºC o una temperatura inferior.

Si tenim una certa quantitat d'aigua que s'està refredant, per exemple, per trobar-se en un equip frigorífic, el que passa és que l'aigua va perdent energia tèrmica a mesura que es refreda, concretament cada kg d'aigua cedeix 1 kcal per cada grau de descens tèrmic: és l'anomenada calor específica de l'aigua, certament elevada. No obstant això, en arribar als 0ºC i estant encara en estat líquid, aquest mateix kg haurà de cedir unes 80 kcal addicionals per solidificar i convertir-se en gel, que hauran de ser extretes pel nostre congelador: és l'anomenada calor latent de fusió, ja que si volem ara fondre aquest gel caldrà aportar-li les 80 kcal que va cedir en congelar-se.

Es tracta d'una quantitat d'energia enorme en comparació amb la calor latent de fusió d'altres substàncies i és precisament per això que el gel és tan útil per refredar aliments i begudes, ja que mentre es fon va prenent l'energia tèrmica (la calor ) dels aliments o begudes amb què contacta i del medi circumdant.

Com s'ha indicat anteriorment, el gel fon a 0ºC, a l'anomenat punt de fusió (i l'aigua solidifica o es congela a aquesta mateixa temperatura). Una cosa relativament desconeguda és que encara que treiem el gel del nostre congelador a una temperatura més baixa, per exemple a -20ºC, al cap de pocs segons en contacte amb l'aire molt més calent, el gel començarà a fondre per la seva superfície. Com que aquest fenomen passa a 0ºC, fins i tot encara que el nucli de gel es trobi a una temperatura força més Baixa, la superfície en fusió es manté a 0ºC ja que es tracta d'un fenomen força inamovible. Com que els aliments o begudes estan en contacte amb la superfície en fusió, no amb una altra zona, el refredament tendirà cap als 0ºC, normalment sense assolir-los tret que hi hagi una gran agitació i sempre tenint en compte la temperatura inicial d'aquests aliments, la qual també pot influir en el resultat.

Això és cert per a l'aigua pura, ja que si al gel hi afegim sal de taula a la zona de fusió ja no hi ha aigua, sinó una salmorra, amb un punt de fusió més baix depenent de la concentració de sal assolida. És per això que es fa servir la sal per fondre la neu i el gel en carreteres i voreres i per la qual s'utilitza gel i sal com a barreja frigorífica per assolir temperatures molt baixes. Antigament es feien gelats aprofitant aquest fenomen i usant sal i neu com a font de fred.

Els glaçons que acostumem a fer a casa solen presentar un aspecte blanquinós, a diferència dels comercials, molt més transparents i similars al que podem veure en un tempà de gel, el qual s'anomena gel cristal·lí. La causa és que quan l'aigua es congela ho fa unint-se entre si les molècules d'aigua, que van deixant de banda altres substàncies, com les sals minerals que conté l'aigua, que es van concentrant a la part d'aigua que encara no s'ha congelat, cap al centre del glaçó, de manera que al final, quan ja no hi ha més aigua, solidifica el conjunt residual ric en sals proporcionant aquest aspecte marmoli.

Els tempàs de gel, per contra, es formen amb aigua de pluja o de la qual es troba en forma de vapor a l'aire, que condensa i solidifica pel fred i que és extremadament pobra en sals. Encara els gasos de l'aire dissolts a l'aigua podrien donar color al gel però en formar-se el tempà a poc a poc i de dins a fora permet l'escapament d'aquests gasos (al contrari que al congelador, on el el gel es forma de fora a dins).

A nivell industrial, per fabricar gel cristal·lí, també formen els glaçons de dins a fora. Usen aigua molt pura, d'osmosi, i uns aspersors la llancen contra uns tubets metàl·lics molt freds, de manera que l'aigua es va congelant per contacte i aferrant-se als tubets i la que no es congela és recollida en una safata des d'on es reprèn i torna a ser llançada pels aspersors. El gel va formant-se capa a capa sobre els tubets metàl·lics, de dins a fora, permetent la sortida dels gasos i les poques sals. Quan el glaçó ja té la mida adequada el tubet s'escalfa, cosa que produeix la fusió del contacte amb el gel i aquest cau, deixant un buit tubular al centre del glaçó. Al final del cicle l'aigua que no es va arribar a congelar recollida per la safata i més rica en sals es rebuigada.

  A casa podem fabricar gel cristal·lí. Per això cal partir d'aigua pobra en sals, d'osmosi o mineral de mineralització feble. És recomanable bullir-la, cosa que elimina la major part dels gasos de l'aire que hi ha dissolts. El truc és congelar-la molt a poc a poc, per permetre que els gasos puguin escapar-se al màxim de la zona gelada. Normalment s'introdueix aigua en una nevera portàtil que s'introdueix al congelador destapada. Les parets de la nevera retardaran la congelació i a mesura que es formi el gel, començant per la perifèria del bloc que es formarà, aquest serà extremadament transparent, ja que les poques sals i els gasos s'aniran acumulant a la part central del gran bloc. Posteriorment haurem de tallar les porcions més transparents amb l'ajuda d'un ganivet de pa per fer marques al gel i un cop de martell sobre el ganivet i la marca, cosa que ens permetrà crear els glaçons de la mida desitjada.

Una altra curiositat és que podem atrapar objectes al gel, com flors per exemple, aconseguint glaçons de gel molt decoratius i colorits, per refredar ampolles i llaunes o com a simple decoració. Si les flors que utilitzem són comestibles fins i tot podrem fer servir aquest gel per refredar begudes introduint els glaçons dins del got, amb un efecte encara més cridaner.