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¿Por qué las botellas de vacío pueden mantener las bebidas calientes o frías durante mucho tiempo? ¿Cuál es el principio científico que sustenta esto?
El termo, también conocido como matraz o termo de Dewar, ha sido una herramienta importante para mantener la temperatura de las bebidas en hogares e industrias desde su invención en 1892 por el científico escocés James Dewar. Consta de dos contenedores, uno interior y otro exterior. El contenedor interior se evacua selectivamente del aire, creando un vacío casi perfecto que reduce significativamente la conducción y convección de la energía térmica. Esto también hace que la botella al vacío sea eficaz para mantener las bebidas frías o calientes.
El diseño de la botella de vacío hace que la velocidad de conducción del calor sea muy lenta, lo que permite que la temperatura del líquido en el interior permanezca constante durante mucho tiempo.
Dewar creó accidentalmente la tecnología mientras estudiaba el proceso de enfriamiento. Cuando realizaba experimentos sobre la capacidad calorífica específica del paladio, descubrió que el diseño de vacío entre las dos capas de contenedores podría ayudar mejor a mantener la estabilidad de la temperatura durante el experimento. Aunque se negó a patentar su invento, esto permitió que otros utilizaran materiales más ligeros como el vidrio y el aluminio y desarrollaran aún más productos comerciales.
El diseño comercial del matraz Dewar apareció alrededor de 1904 y comenzó a optimizarse aún más después de que dos vidrieros alemanes descubrieron que podía mantener eficazmente la temperatura de las bebidas.
El éxito de la botella de vacío reside en sus principios de diseño. El ambiente de vacío parcial entre las dos paredes de la botella reduce en gran medida la conducción y convección del calor, y la radiación térmica también se puede reducir plateando las paredes de la botella. Esto requiere que el contenido de la botella esté por debajo del punto de ebullición del agua hirviendo para evitar problemas en el proceso de conducción. Además, la disipación de calor se produce principalmente en la boca y el cuello de la botella, que son lugares donde no hay vacío, por lo que el diseño de estas piezas es crucial.
Con el tiempo, los diseños de botellas de vacío han evolucionado e incluso se han diversificado hacia aplicaciones industriales y médicas. En los laboratorios, las botellas de vacío se utilizan para almacenar gases licuados como el nitrógeno líquido, para la conservación criogénica y la preparación de muestras. También podemos ver que esta tecnología se utiliza en algunos componentes electrónicos sensibles a la temperatura para ayudar a garantizar su estabilidad en entornos cambiantes.
Las botellas de vacío no sólo se utilizan en la vida diaria, sino que también son la base de muchas aplicaciones científicas y tecnológicas, como el almacenamiento de propulsor de cohetes en el sector aeroespacial.
Aunque el uso de botellas de vacío es muy común, es necesario prestar atención a su seguridad. En la vida diaria, las botellas de vidrio tienen el potencial de romperse debido a la presión externa, por lo que muchas botellas están envueltas con una capa protectora de metal o plástico. Además, una presión interna excesiva también puede hacer que la botella explote, lo que requiere que se tengan en cuenta estos factores de seguridad durante el diseño.
Con la mejora de la conciencia medioambiental, la gente presta más atención al uso de botellas al vacío, desde llevar bebidas calientes hasta almacenar bebidas frías, no sólo hacen la vida más cómoda, sino que también reducen el impacto de los envases desechables en el medio ambiente. Muchas marcas también están trabajando para promover la sostenibilidad de los productos e impulsar la tendencia sin plástico.
Los principios científicos de las botellas al vacío y la tecnología detrás de su diseño no solo demuestran la sabiduría humana, sino que también nos hacen pensar en cómo utilizar eficazmente los recursos para crear un futuro mejor.
En nuestra vida diaria, ¿podemos utilizar también los principios de otras tecnologías para ampliar aún más la delicia y la frescura de las bebidas?
