¿Cómo se conecta una taza de café con las leyes de la termodinámica? Juan Andrés Sandoval, docente de Ingeniería Química de la Universidad de América, explica cómo el sifón japonés se convierte en una herramienta pedagógica para enseñar ingeniería a través de la vida cotidiana.
Una taza de café puede convertirse en una experiencia para comprender conceptos de física, termodinámica e ingeniería. En la Universidad de América, relacionar la teoría con situaciones de la vida cotidiana permite acercar conceptos científicos a experiencias prácticas y facilitar su comprensión. Un ejemplo es la preparación de café con un sifón japonés, un método que permite observar en tiempo real principios como la presión, la expansión de los gases y la transferencia de calor.
Sifón japonés: principios de física y termodinámica aplicados a la preparación del café.
Foto: Dirección de Comunicaciones y Mercadeo de la Universidad de América.
A simple vista, el sifón japonés parece un instrumento de laboratorio, pero su funcionamiento responde a principios fundamentales de la termodinámica. Cuando se calienta la cámara inferior, el aire contenido en su interior aumenta su temperatura y se expande. De acuerdo con la ley de los gases ideales, los cambios de temperatura, presión y volumen están relacionados. En este sistema cerrado, el aumento de la presión impulsa el agua hacia la cámara superior, donde entra en contacto con el café molido y permite extraer sus compuestos, aceites y aromas.
El proceso cambia cuando se retira la fuente de calor. Al disminuir la temperatura de la cámara inferior, también se reduce la presión interna. Esta diferencia de presión permite que el líquido regrese a la sección inferior a través del filtro, separando el café preparado de los sólidos y completando el proceso de extracción.
Esta experiencia permite llevar conceptos de ingeniería y termodinámica a un entorno experimental. En el laboratorio, los estudiantes pueden registrar variables como la masa del café, el volumen de agua, las temperaturas inicial y final y la presión atmosférica. A partir de estos datos, es posible analizar fenómenos relacionados con la transferencia de calor, el trabajo de expansión y los cambios de presión, utilizando principios y tablas termodinámicas.
La preparación mediante un sifón japonés demuestra que la física y la ingeniería están presentes en actividades cotidianas. Conceptos como la expansión de los gases, la transferencia de calor, la presión y la filtración pueden observarse en un proceso tan común como preparar una taza de café. Convertir estas situaciones en experiencias de aprendizaje permite conectar la teoría con fenómenos reales y comprender cómo los principios de la ingeniería intervienen en nuestro entorno.
Proceso de preparación del café en un sifón japonés y aplicación de principios de termodinámica.
Foto: Dirección de Comunicaciones y Mercadeo de la Universidad de América.
- Autor: Christhian David Barbosa Pico
