Morowitz La termodinámica de la pizza

Ciencia y vida cotidiana
1. Auflage 2016
ISBN: 978-84-16572-80-9
Verlag: Gedisa Editorial
Format: EPUB
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Spanisch, 288 Seiten

Investigar la causa por la que es tan fácil quemarse el paladar al comer pizza, puede ser punto de partida de las interesantes consideraciones termodinámicas, y la aceituna en la copa de Martini, el comienzo de un viaje retrospectivo a través de una serie de importantes conquistas tecnológicas: cualquier pretexto es bueno para que el distinguido biofísico Harold J. Morowitz nos lleve, con un humor y una amenidad que no empañan en absoluto el rigor científico, de lo más particular a lo más general, de la anécdota cotidiana a las leyes universales, de las pequeñas preguntas a las grandes incógnitas y los incesantes esfuerzos del hombre por hallar respuestas.   A través de sus ensayos, el autor pasa revista a los temas más apasionantes e insólitos de la ciencia y el pensamiento contemporáneos, desde las posibilidades y riesgos de la ingeniería genética hasta el paralelismo entre cerebros y ordenadores, pasando por las sutiles relaciones entre el béisbol y la filosofía.

Harold Joseph Morowitz (Nueva York, 1927- 2016) fue biofísico y estudió la aplicación de la termodinámica de los sistemas vivos. Autor de numerosos libros y artículos, su trabajo incluye monografías y ensayos. El origen de la vida fue su interés principal durante más de cincuenta años. Fue profesor de biología y filosofía natural en la George Mason University.

Autoren/Hrsg.

Morowitz, Harold J.

Leseproben

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Termodinámica de la pizza Estábamos un día charlando durante la comida, cuando uno de mis compañeros se quejó de las quemaduras que se había hecho en el paladar al comer pizza la noche anterior. La conversación discurrió en dos direcciones: la sociología de la pizza como comida habitual de todos los estadounidenses, y las razones por las que la pizza se mantiene caliente tanto tiempo. El primer tema no captó mi atención, pero el segundo me sugirió un terreno científico por mucho tiempo inexplorado: la termodinámica de la pizza. Para inaugurar el tema acudí a la biblioteca, luego al ordenador y por fin a los libros de cocina. Mi breve primera contribución la publiqué en Quick Publications in Culinary Physics, tal como puede leerse a continuación. En una primera aproximación, una pizza sin cocer consiste en tres discos cilíndricos superpuestos: A, B y C. El disco A es una masa de harina y levadura, y tiene un espesor. El disco B se compone principalmente de un puré de tomate, y su espesor es. El disco C es de mozzarella, y su espesor es y. En general,. Trozos de otros materiales, como orégano y pimienta, también están presentes en pequeñas cantidades, y en este tratamiento preliminar del tema sólo serán tenidos en cuenta en función de los efectos superficiales. Esta trilaminar pizza sin cocer se mete rápidamente en un recipiente isotérmico prácticamente infinito a 533° K (grados Kelvin o de temperatura absoluta).1 Cuando la estructura de discos apilados se equilibra con la elevada temperatura circundante, se producen tres cambios. Primero, la base de masa se convierte en pan, una sustancia de bajo contenido en agua con un gran número de pequeñas cámaras de aire no conectadas entre sí. Segundo, la pasta de tomate se deshidrata. Y, tercero, la mozzarella sufre una compleja serie de transformaciones que incluyen la desnaturalización de proteínas y la reestructuración de lípidos desde cristales líquidos regulares hasta estados más desordenados. Estas transformaciones contribuyen, indudablemente, a que la mozzarella posea una tan elevada capacidad calorífica. Para comprender la estructura de la mozzarella, es necesaria alguna información adicional. La fabricación de este queso comienza con un proceso inicial de fermentación, como en todos los productos de este tipo. Sin embargo, una vez alcanzado el necesario grado de acidez, el cuajo se separa del suero y se caldea y amasa en agua caliente hasta que adquiere una consistencia fibrosa y se puede deshacer en filamentos. Este pre-queso, en este estadío, se denomina pasta filata, término genérico que también se aplica en la fabricación del provolone. Evidentemente, una más profunda comprensión de nuestro problema requeriría un estudio de la pasta filata, pero dicho estudio tendrá que esperar a que haya un mayor interés y más fondos dedicados a la física gastronómica. Tras sacarla del horno, la pizza se corta en porciones y se mete rápidamente en una caja de cartón plana, que se cierra inmediatamente y a menudo se precinta. No hay separación física tras el corte en porciones, por lo que los efectos relativos a los bordes pueden ser ignorados y podemos considerar la pizza, desde el punto de vista térmico, como un plano infinito. De este modo reducimos el problema de la transmisión calórica a una dimensión, representada por un vector normal a la superficie de la pizza. El fondo es ahora una lámina de cartón, que es un mal conductor del calor. La siguiente lámina es la masa de la pizza cocida, que es un excelente aislante a causa de las diminutas cámaras de aire no conectadas que se forman con la cocción. Con respecto a las propiedades térmicas del pan y materiales afines, nótese cómo las tostadas se queman en el exterior con escasas evidencias de daño para el interior. Como detalle de interés histórico, el Dizionario Etimologico Italiano (Florencia, 1954) señala que la palabra italiana «pizza» procede del término griego, un tipo de pan que también ha alcanzado considerable importancia en la dieta estadounidense. El flujo cultural de Grecia a Roma se manifiesta de las maneras más inesperadas. Con respecto a las propiedades térmicas de la parcialmente desecada pasta de tomate, la literatura especializada no es de gran ayuda. Es sorprendente que en esta época de gran desarrollo científico haya todavía tal falta de datos en tantas áreas de importancia tecnológica. Así pues, nos vemos limitados a hacer conjeturas en campos en los que, sin embargo, existen sólidas teorías capaces de dar cuenta de la información empírica. En base a consideraciones relativas a su composición, cabe esperar que la capa de tomate tenga una capacidad calorífica relativamente alta y una baja conductividad. Por lo tanto, hace de amortiguador entre la mozzarella y la base de pan. La capa de mozzarella fundida, que llamaremos CMF, es, obviamente, la causa del trauma del paladar y, desde el punto de vista físico-médico, el agente clave en la etiología de la quemadura por pizza. Por la parte inferior, la CMF está muy bien aislada por las capas de pan y de cartón. En una primera aproximación, se puede decir que todo el calor se pierde hacia arriba, desde la superficie de la pizza hacia la tapa de la caja de cartón. Téngase en cuenta que el material intermedio, una fina capa de aire, es asimismo bien conocido por sus propiedades aislantes. La pérdida de energía desde la cara superior de la CMF se produce mediante tres procesos: radiación, convección y conducción. La radiación puede determinarse de forma precisa, en principio, si conocemos la reflectancia de la mozzarella y el cartón para las longitudes de onda implicadas. El proceso está regido, evidentemente, por la ley de radiación de Stefan-Boltzmann. El orégano y otros trozos de materiales que pudiera haber en la superficie, podrían ser de alguna importancia si alteraran la radiación de la superficie de forma apreciable. En cualquier caso, el nivel de temperatura es tal que la radiación tiene una importancia secundaria. La convección también desempeña un papel secundario, debido a la relativa delgadez de la capa de aire y a la presencia de la tapa de cartón, que hace de escudo térmico. La índole aislante del cartón juega un papel importante, pues sirve para minimizar el gradiente de temperatura a través del espacio aéreo que rodea la caja. Estudiando el enfriamiento de la pizza en el entorno libre de gravedad del transbordador espacial, podríamos determinar con más exactitud la importancia de los flujos convectivos. El parámetro crucial en todo el problema —el coeficiente de transferencia térmica entre la mozzarella fundida y el aire— también está envuelto en la incertidumbre. No poseemos valores numéricos, ni siquiera rudimentarios, de los factores clave, lo que hace imposible construir un modelo matemático serio del problema. Probablemente sería mejor partir del tiempo de enfriamiento de la pizza para una estimación de los valores paramétricos críticos. Sin embargo, parece claro que la conducción térmica simple a través del aire circundante es el principal responsable del enfriamiento de la pizza encerrada en su caja. Podemos afirmar, cualitativamente, que la CMF conserva sus propiedades quemantes por largo tiempo debido a dos razones principales: 1) La CMF parte de una temperatura inicial muy elevada, pues el horno de la pizza está a unos 160° C por encima de la temperatura de ebullición del agua. 2) La capa de mozzarella está encerrada entre láminas aislantes, por lo que pierde el calor muy lentamente. El problema, por supuesto, se...