E13 Radiación térmica

Tópico

La radiación térmica transfiere calor mediante ondas electromagnéticas infrarrojas, sin necesitar, a diferencia de la conducción de calor y de la convección de calor que describen sendos modelos distintos de este conjunto, ningún medio material que la propague: en la cocina, esta radiación térmica actúa dentro de un horno, sobre una parrilla, bajo un grill o dentro de una tostadora, y se convierte en el mecanismo dominante de transferencia de calor precisamente cuando este alimento no está en contacto directo con ninguna superficie caliente ni rodeado por ningún fluido circulante. Que este alimento se aleje de cualquier contacto directo o de cualquier fluido circulante hace que esta radiación térmica, en consecuencia, pase a dominar sobre esa conducción de calor y sobre esa convección de calor como mecanismo de transferencia de calor hacia este alimento.

Todo cuerpo a una temperatura absoluta superior a cero emite, según la Ley de Stefan-Boltzmann, una radiación térmica proporcional a la cuarta potencia de esa misma temperatura absoluta, y es la emisividad de la superficie de ese cuerpo, cercana a nueve décimas para la mayoría de los alimentos húmedos, la que cuantifica cuánta radiación térmica emite efectivamente esa superficie respecto de la que emitiría un cuerpo negro ideal a esa misma temperatura absoluta: una superficie dorada o grasa de este alimento puede presentar, frente a esa misma superficie húmeda, una emisividad algo menor. Que la temperatura absoluta de este alimento sea más alta hace que, según esta misma Ley de Stefan-Boltzmann, la radiación térmica que emite su superficie sea, en consecuencia, mucho mayor, por depender esta misma radiación térmica de esta cuarta potencia de la temperatura absoluta y no de la temperatura absoluta misma.

El flujo neto de esta radiación térmica entre el elemento calefactor y la superficie de este alimento escala, en consecuencia, con la diferencia entre la cuarta potencia de la temperatura absoluta de ese elemento calefactor y la cuarta potencia de la temperatura absoluta de esta superficie de este alimento, de modo que un pequeño aumento en la temperatura absoluta de ese elemento calefactor genera, sobre este flujo neto de radiación térmica, un incremento mucho mayor que el que generaría ese mismo pequeño aumento sobre una relación proporcional simple: es esta misma dependencia con esta cuarta potencia de la temperatura absoluta la que explica el golpe de calor que se siente al acercarse a una parrilla ya caliente. Que la temperatura absoluta de este elemento calefactor aumente todavía más hace que este flujo neto de esta radiación térmica hacia esta superficie de este alimento, según esta misma dependencia con esta cuarta potencia, crezca en consecuencia de manera desproporcionadamente mayor.

Por eso este modelo, con esta radiación térmica y este flujo neto dependiente de la cuarta potencia con las que se abrió, hace que la Ley de Wien indique que un elemento calefactor a estas temperaturas absolutas típicas de la cocina emite esta radiación térmica principalmente en el infrarrojo cercano y medio, fácilmente absorbido por el agua y por la superficie de este alimento, promoviendo así la reacción de Maillard y la caramelización superficial de este alimento sin necesariamente cocer todavía su interior; en la práctica, un coeficiente radiante equivalente permite tratar a esta misma radiación térmica como un aporte adicional junto al coeficiente convectivo que ya establece otro modelo de este conjunto, sumando ambos aportes en un balance total de calor sobre este alimento. Que este coeficiente radiante equivalente, sumado a ese coeficiente convectivo, sea mayor hace que este balance total de calor sobre este alimento, en consecuencia, también lo sea.

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