Fundamentos de las Propiedades del Agua: Conductividad, Calor Específico y Actividad Aw

Propiedades Físicas y Químicas Esenciales del Agua

Propiedades Químicas

El agua reacciona con los óxidos ácidos, metales, no metales y óxidos básicos. Además, se une a las sales formando hidratos.

Propiedades Físicas

Densidad y Congelamiento

El agua líquida es más densa que el hielo a presión y temperatura estándar. Existe un cambio positivo en el volumen después del congelamiento, lo que ocasiona que el hielo flote.

Energía de Ionización y Conductividad

Debido a su constante ionización, el agua posee una conductividad elevada. La conductividad del hielo es elevada, pero es 10³ veces menor que en el estado líquido. Debido a esta característica, el agua participa activamente en la conducción de señales eléctricas en el sistema nervioso.

Tensión Superficial

El agua tiene una tensión superficial elevada. Esto hace que en los procesos biológicos se utilicen moléculas tipo detergente.

Capacidad Calorífica y Calor Específico

La capacidad calorífica es la cantidad de calor absorbida por una sustancia.

El valor del calor específico del agua es de 4.186 kJ/g. Para los sistemas biológicos, esta es una capacidad muy importante, ya que gracias a ella se lleva a cabo eficientemente la respiración y la sudoración.

Actividad del Agua y Solutos

Actividad del Agua (a_w)

La actividad del agua es una propiedad intrínseca que se define como la cantidad de agua libre en el alimento, con un valor máximo de 1 y mínimo de 0. Se relaciona de manera no lineal con el contenido de humedad mediante las curvas o isotermas de absorción y adsorción. La actividad del agua está directamente relacionada con su textura y con la proliferación de los microorganismos patógenos (M.O.).

Efectos de los Solutos en el Agua

Los solutos alteran las propiedades térmicas del agua:

• La sacarosa absorbe calor al disolverse en agua; en consecuencia, su solubilidad aumenta con la temperatura, lo que permite la separación de los jarabes en la industria de confitería.
• El NaCl (Cloruro de Sodio) absorbe una mínima cantidad de calor, por lo que su solubilidad se ve menos afectada por el incremento de la temperatura.

Alteración de los Puntos de Congelación y Ebullición por Solutos

Los solutos alteran el punto de congelación y ebullición del agua con los siguientes valores aproximados:

• Sacarosa: Punto de congelación: -1.86 ºC; Punto de ebullición: +0.52 ºC.
• NaCl: Punto de congelación: -3.72 ºC; Punto de ebullición: +1.04 ºC.

Agua Libre

El agua libre ayuda a determinar a qué temperatura se congelará el alimento. El agua libre es más difícil de desechar y se encuentra en las vitaminas.

Diferencia entre Absorción y Adsorción

• Absorción: El agua es incorporada en el volumen (Ejemplo: gelatina).
• Adsorción: El agua solo se queda en la superficie.