Un método de congelación radicalmente nuevo podría reducir las emisiones a un millón de automóviles, mientras mantiene la comida fresca

Crédito: Pxfuel.

Cuando los primeros congeladores se produjeron en masa después de la Segunda Guerra Mundial, la conservación de alimentos nunca fue la misma. Este invento aparentemente simple pero maravilloso ayudó a extender 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 consumida, alimentos más frescos

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 elemento que coloque dentro. La física subyacente es que un gas que se condensa en un líquido libera calor y cuando se evapora absorben calor (piense en cuando siente frío justo después de terminar de nadar a pesar de ser verano y hacer calor afuera).

Todos estos procesos ocurren a presión constante, conocida como congelación isobárica. El principal inconveniente de la congelación isobárica es que altera la calidad de los alimentos y reduce su peso. Esto sucede porque la congelación elimina el agua de los alimentos en forma de hielo y daña los tejidos 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 esponjosos. Esto se debe a que los cristales de hielo hacen que las paredes celulares se rompan, alterando drásticamente la textura de los alimentos.

Muchos de estos inconvenientes se pueden solucionar con la congelación isocórica, que se produce a volumen constante en lugar de presión constante. Funciona almacenando 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, la comida en los recipientes no se convierte en hielo sólido. Mientras la comida permanezca sumergida en estos recipientes de plástico o metal, estará protegida de la cristalización del hielo.

Investigadores que trabajan 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 los Estados Unidos y la Universidad de California-Berkeley. El equipo de investigadores liderado por la tecnóloga de alimentos de investigación del ARS Cristina Bilbao-Sainz trabajó inicialmente con la congelación isocórica para criopreservar órganos para trasplantes con el fin de extender su vida útil. Incluso unas pocas horas adicionales 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, conservar los alimentos debería ser pan comido. Y cuando los investigadores hicieron los cálculos sobre el consumo de energía, encontraron 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 conlleva la generación de esa energía en 4.600 millones de kg, el equivalente a eliminar aproximadamente un millón de coches en las carreteras ”, dijo Bilbao-Sainz en un comunicado.

“Estos ahorros podrían lograrse sin requerir cambios significativos en los equipos e infraestructura actuales de fabricación de alimentos congelados, 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, especialmente en el caso de alimentos frescos como tomates, cerezas, bayas y patatas que son muy difíciles de conservar adecuadamente.

En un estudio de 2017, ingenieros mecánicos de la Universidad de California en Berkeley diseñaron su propio dispositivo de congelación isocórica y encontraron que las papas congeladas a -5 ° C (23 ° F) no experimentaron pérdida de peso y un pardeamiento enzimático limitado. Por el contrario, la papa congelada isobárica a -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 los productores hasta los procesadores de alimentos, desde los productores de productos hasta los mayoristas y los minoristas. El proceso incluso funcionará en el congelador de una persona en casa después de que compre un producto, todo sin requerir grandes inversiones en equipos nuevos ”, dijo la directora del centro WRRC, Tara McHugh, co-líder 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”.

Aparte de las ventajas obvias de la congelación residencial e industrial para la conservación de 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 Revisión de energías renovables y sostenibless.