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Crédito: Pxfuel.

Cuando se produjeron en masa los primeros congeladores después de la Segunda Guerra Mundial, la conservación de los alimentos nunca fue la misma. Este invento aparentemente simple pero maravilloso ayudó a prolongar la vida útil de los productos de unos pocos días a meses. Pero hay un costo: mucha energía y las consiguientes emisiones de carbono.

Esta es la razón por la que los científicos han propuesto cambiar la tecnología de congelación a un método radicalmente diferente que sea más respetuoso con el medio ambiente. Según sus estimaciones, las emisiones de carbono equivalentes a las producidas por un millón de automóviles en un año podrían evitarse si cambiamos a esta tecnología.

Menos energía utilizada, alimentos más frescos

Todos los congeladores eléctricos residenciales e industriales funcionan siguiendo el mismo principio fundamental al comprimir, condensar y evaporar un gas refrigerante que absorbe el calor de los alimentos o cualquier artículo que coloque dentro. La física subyacente es que un gas que se condensa en un líquido libera calor y cuando se evapora absorbe calor (piensa en cuando sientes frío justo después de terminar de nadar a pesar de ser verano y hace calor afuera).

Todos estos procesos ocurren a presión constante, lo que se conoce como congelamiento isobárico. El principal inconveniente de la congelación isobárica es que altera la calidad de los alimentos y abarata su peso. Esto sucede porque la congelación elimina el agua de los alimentos en forma de hielo y daña el tejido de la materia orgánica a través de la deshidratación y la ruptura celular debido a los cristales de hielo abrasivos. Es posible que haya notado que los alimentos congelados descongelados son más suaves y blandos. Eso es porque los cristales de hielo hacen que las paredes celulares se rompan, alterando drásticamente la textura de los alimentos.

Muchos de estos inconvenientes se pueden abordar con la congelación isocórica, que se produce a volumen constante en lugar de presión constante. Funciona almacenando los alimentos en un recipiente rígido sellado que está completamente lleno de agua, aunque otros líquidos pueden servir.

Aunque el congelador isocórico alcanza el punto de congelación del agua, los alimentos de los recipientes no se convierten en hielo sólido. Mientras la comida permanezca sumergida en estos recipientes de plástico o metal, estará protegida de la cristalización del hielo.

Investigadores trabajando con un dispositivo de congelación isocórico experimental. Crédito: USDA ARS.

Este proceso fue demostrado recientemente por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del Departamento de Agricultura de EE. UU. y la Universidad de California-Berkeley. El equipo de investigadores dirigido por la tecnóloga de investigación en alimentos del ARS, Cristina Bilbao-Sainz, trabajó inicialmente con congelación isocórica para criopreservar órganos para trasplantes a fin de extender su vida útil. Incluso unas pocas horas extra podrían significar la diferencia entre la vida y la muerte para los pacientes en lista de espera.

Pero si la congelación isocórica puede proteger órganos humanos altamente sensibles, la conservación de alimentos debería ser pan comido. Y cuando los investigadores calcularon el consumo de energía, descubrieron que este método de congelación es significativamente más ecológico que la congelación convencional.

Un cambio completo a este nuevo método de congelación de alimentos en todo el mundo podría reducir el uso de energía hasta en 6.500 millones de kilovatios-hora cada año y reducir las emisiones de carbono que acompañan a la generación de esa energía en 4.600 millones de kg, el equivalente a eliminar aproximadamente un millones de coches de las carreteras, dijo Bilbao-Sainz en un comunicado.

Estos ahorros podrían lograrse sin requerir cambios significativos en el equipo y la infraestructura de fabricación de alimentos congelados actuales, si los fabricantes de alimentos adoptan este concepto, agregó.

Además del ahorro de energía, la congelación isocórica permite el almacenamiento de alimentos de mayor calidad, particularmente en el caso de alimentos frescos como tomates, cerezas, bayas y papas, que son notoriamente difíciles de conservar adecuadamente.

En un estudio de 2017, los ingenieros mecánicos de la Universidad de California Berkeley diseñaron su propio dispositivo de congelación isocórico y descubrieron que las papas congeladas a 5 C (23 F) no experimentaron pérdida de peso y un dorado enzimático limitado. Por el contrario, la patata congelada isobárica 5 C experimentó una pérdida de peso sustancial y se volvió marrón. Además, la congelación isocórica mata más contaminantes microbianos.

Toda la cadena de producción de alimentos podría utilizar la congelación isocórica, desde productores hasta procesadores de alimentos, productores de productos, mayoristas y minoristas. El proceso incluso funcionará en el congelador de una persona en su hogar después de que compre un producto, todo sin requerir grandes inversiones en nuevos equipos, dijo la directora del centro WRRC, Tara McHugh, codirectora de este estudio. Con todos los muchos beneficios potenciales, si este concepto innovador se pone de moda, podría ser la próxima revolución en la congelación de alimentos.

Además de las ventajas obvias de la congelación residencial e industrial para conservar alimentos, este método también puede ser útil en aplicaciones como la medicina, la biología y quizás incluso los viajes espaciales.

La nueva investigación apareció en la revista Renewable & Sustainable Energy Review s.

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