Introducción a la actividad de agua (aw):

Guía para principiantes sobre el papel de la actividad de agua en la producción de alimentos

La actividad de agua (aw) tiene que ver con la energía. Aw es la relación entre la presión de vapor del propio alimento, cuando se encuentra en un equilibrio completamente inalterado con el medio de aire circundante. Esta medición necesaria está directamente relacionada con la susceptibilidad microbiana de los productos alimentarios y se correlaciona con muchas de las reacciones que acaban con la vida útil de los alimentos. Sepa por qué las mediciones de la actividad del agua son tan potentes.
Para ser un ingrediente barato, el agua puede causar muchos problemas caros: crecimiento microbiano, moho, pérdida de textura, apelmazamiento y aglomeración, ranciedad y pérdida de vitaminas. La mejor forma de conocer la presencia de agua en su producto es aprender a medir la actividad del agua.

¿Qué es la actividad de agua?

Actividad de agua: todo es cuestión de energía. Aw es la relación entre la presión de vapor del propio alimento, cuando se encuentra en un equilibrio completamente inalterado con el medio de aire circundante.
Coge un vaso de agua y una esponja seca. Sumerja la esquina de la esponja en el vaso de agua. El agua pasará del vaso a la esponja.
La actividad del agua es la fuerza que hace que el agua se desplace hacia la esponja. Para entenderlo mejor, piensa en qué se diferencia el agua de la esponja del agua del vaso.
El agua del vaso es libre, pero la de la esponja no lo es en absoluto. Está unida por enlaces de hidrógeno, fuerzas capilares y fuerzas de van der Waals-London. Son los llamados efectos matriz. El agua de la esponja tiene un estado energético inferior al del agua del vaso. El agua fluirá hacia la esponja, pero para que vuelva a salir, debemos realizar un trabajo apretando la esponja.
El agua de la esponja tiene una presión de vapor más baja, un punto de congelación más bajo y un punto de ebullición más alto que el agua del vaso. Son diferentes en formas que podemos medir y cuantificar.
La energía del agua también puede disminuir diluyéndola con solutos. Son los llamados efectos osmóticos. Dado que se requiere trabajo para devolver el agua a su estado puro y libre, esto también reduce la actividad del agua. El cambio total de energía es la suma de los efectos mátrico y osmótico.

Utilizar las matemáticas para medir el agua aw

Si encerramos una muestra en un recipiente sellado, la humedad relativa del aire en el espacio de cabeza se equilibrará con la actividad del agua de la muestra. En equilibrio, ambas serán iguales, y podemos medir la humedad relativa del espacio de cabeza para conocer la actividad del agua de la muestra. Esta es la respuesta más fiable a la pregunta de cómo medir la actividad del agua.

Métodos secundarios: higrómetros, sensores de capacitancia

Al igual que los primeros medidores de la actividad del agua, la mayoría de los instrumentos modernos utilizan sensores eléctricos de capacitancia o higrómetros de resistencia para medir la humedad en el espacio de cabeza por encima de la muestra.
Estos medidores utilizan métodos secundarios: relacionan una señal eléctrica con la humedad relativa y deben calibrarse con patrones de sal conocidos.
Con estos sensores, la ERH es igual a la actividad del agua de la muestra sólo mientras las temperaturas de la muestra y del sensor sean iguales. Las mediciones precisas requieren un buen control o medición de la temperatura. Los sensores de capacitancia tienen un diseño sencillo y suelen utilizarse en medidores de actividad del agua relativamente económicos.

Cómo medir la actividad del agua – el punto de rocío es un método primario

Los mejores métodos que responden a la pregunta de cómo medir la actividad del agua (aw) son los métodos primarios que utilizan la relación p /p0.
P0 (la presión de vapor de saturación) sólo depende de la temperatura de la muestra (como se muestra en el gráfico adjunto), por lo que es posible medir p0 midiendo la temperatura de la muestra. P (la presión de vapor del agua en la muestra) puede medirse midiendo la presión de vapor del agua en el espacio de cabeza sellado por encima de la muestra. La forma más precisa de medir esa presión de vapor, y que se remonta a los primeros principios, es medir el punto de rocío del aire.

Figura 1. Es posible medir la presión de vapor de saturación midiendo la temperatura de la muestra (la presión de vapor de saturación depende de la temperatura).

Método primario significa medición directa, sin calibración

Las principales ventajas del método del punto de rocío (o punto de rocío de espejo refrigerado) son la rapidez y la precisión. El sensor de punto de rocío de espejo refrigerado es un método de medición primario basado en principios termodinámicos fundamentales. Los medidores de actividad del agua de espejo refrigerado realizan mediciones muy precisas (±0,003aw), normalmente en unos 5 minutos. Dado que la medición se basa en la determinación de la temperatura, no es necesaria ninguna calibración. Los usuarios deben medir una solución salina estándar para verificar el correcto funcionamiento del instrumento. Para algunas aplicaciones, la rapidez de este método permite a los fabricantes realizar un seguimiento en línea de la actividad del agua de un producto.

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