¿En qué se diferencia del hielo normal? El sorprendente porqué de las bolsas de gel frío
Soy Ken Kuwako, tu entrenador científico. ¡Cada día es un experimento!
En los calurosos días de verano, cuando queremos evitar que la comida del almuerzo se eche a perder, mantener las bebidas bien frías o transportar alimentos frescos durante un viaje en coche bajo el sol abrasador…
Hay un pequeño aliado que aparece en muchas situaciones de nuestra vida cotidiana: las «bolsas de hielo reutilizables» o acumuladores de frío. Y, entre ellas, ¿no tienes la sensación de que esas de textura blanda y gelatinosa mantienen el frío durante mucho más tiempo que un simple bloque de hielo?
Pero, si lo pensamos bien, resulta curioso. ¿Por qué no utilizar simplemente hielo duro y, en cambio, convertirlo deliberadamente en ese material gelatinoso? En realidad, dentro de esa pequeña bolsa hay mucha más ciencia de la que podríamos imaginar. Hoy vamos a descubrir con calma por qué los acumuladores de frío en gel consiguen mantener una temperatura tan baja durante tanto tiempo y qué ventajas tiene precisamente su textura gelatinosa.
Por cierto, los enfriadores instantáneos utilizan un mecanismo diferente. Puedes consultar este artículo para saber cómo funcionan.
Que ese pequeño acumulador de frío consiga mantenerse frío durante tanto tiempo se debe, a grandes rasgos, a tres mecanismos científicos. Veámoslos uno por uno.
El poder del «calor latente» escondido en el momento de la fusión
En realidad, el contenido de un acumulador de frío en gel está compuesto casi por completo de agua. A esta se le añade una pequeña cantidad de «polímero superabsorbente», el mismo tipo de material que se utiliza, por ejemplo, en los pañales. Cuando lo metemos en el congelador, el agua se congela y se convierte en hielo.
Lo interesante viene ahora. Cuando utilizamos el acumulador, el hielo congelado se va derritiendo poco a poco hasta volver a convertirse en agua. En ciencias llamamos «fusión» a este cambio de estado de sólido a líquido, y durante ese proceso el hielo absorbe una cantidad considerable de calor de su entorno.
La clave está en que, mientras todo el hielo no se haya derretido, la mayor parte del calor absorbido se utiliza simplemente para transformar el hielo en agua, por lo que la temperatura del propio acumulador apenas aumenta. Mientras el hielo a 0 °C se convierte en agua a 0 °C, la temperatura permanece prácticamente constante, pero el sistema sigue absorbiendo calor. Este calor recibe el nombre de «calor de fusión» y, como es un calor que no se manifiesta directamente como un cambio de temperatura, se denomina «calor latente». Gracias a ello, el acumulador puede mantenerse cerca de los 0 °C durante mucho tiempo y seguir enfriando todo lo que lo rodea. Es el mismo principio por el que un enorme montón de hielo raspado que vemos en verano no se derrite inmediatamente, aunque haga muchísimo calor. Mientras el hielo se va derritiendo poco a poco, absorbe calor y mantiene fría nuestra lengua y el aire que lo rodea.
El agua tiene una propiedad que hace que «se caliente lentamente»
El agua, que es el componente principal de los acumuladores de frío, tiene otra propiedad muy importante: le cuesta calentarse. En términos científicos, decimos que tiene un «alto calor específico».
Tener un alto calor específico significa que se necesita mucha energía térmica para aumentar en 1 °C la temperatura de una determinada cantidad de esa sustancia. Pensemos en un ejemplo cotidiano. Si caminamos descalzos por una playa en verano, la arena puede estar «¡ardiendo!», pero el agua del mar, aunque recibe la misma luz solar, no se calienta tanto. Esto se debe a que el calor específico del agua es mucho mayor que el de la arena. Del mismo modo, si ponemos al fuego al mismo tiempo una olla de metal y una olla de barro, la de metal se calentará antes.
Gracias a esta propiedad, el agua fría que se forma al derretirse el hielo del acumulador no aumenta fácilmente su temperatura aunque absorba calor del entorno. Como se calienta lentamente, conserva el frío durante más tiempo. Resulta que el agua es, en realidad, un refrigerante bastante extraordinario.
La estructura del gel dificulta la entrada del calor
El secreto de los acumuladores de frío en gel también está en su propia estructura «gelatinosa». La combinación de agua y polímero superabsorbente crea una estructura que dificulta hábilmente la forma en que se transmite el calor.
En primer lugar, en un gel es difícil que se produzca la «convección», es decir, el movimiento libre del líquido dentro del material. Cuando removemos el agua caliente de una bañera, todo el agua termina calentándose de manera más uniforme. Esto ocurre porque las zonas calientes y frías se desplazan y mezclan, transportando el calor. En cambio, en un material gelatinoso las moléculas tienen mucha menos libertad de movimiento, por lo que la transferencia de calor mediante convección queda considerablemente limitada.
Imagina una sopa completamente líquida y otra sopa espesada con una salsa. ¿Cuál crees que se enfría más lentamente? La respuesta es la sopa espesa. Su mayor viscosidad dificulta la convección, de modo que el calor solo puede escapar lentamente desde la superficie. Los acumuladores de frío en gel funcionan de una manera parecida. Incluso cuando el hielo empieza a derretirse, el agua fría y las zonas más calientes no se mezclan inmediatamente, lo que retrasa el momento en que todo el contenido alcanza una temperatura uniforme.
Además, el propio gel tiene una característica que dificulta la transmisión del calor: una baja conductividad térmica. Si introducimos una cuchara metálica en agua caliente, se calienta rápidamente, mientras que una espátula de madera tarda mucho más. Esto se debe a que el metal tiene una conductividad térmica elevada, mientras que la madera la tiene baja. Los materiales gelatinosos también dificultan la transmisión del calor, ayudando a evitar que el frío del interior del acumulador sea absorbido rápidamente por el calor del exterior.
Por supuesto, el hecho de que el acumulador esté encerrado dentro de una bolsa o recipiente también ayuda a reducir el intercambio de calor con el aire exterior. Si además lo utilizamos dentro de una nevera portátil o una caja de poliestireno, tenemos prácticamente una defensa de hierro contra el calor. Todos estos mecanismos trabajan juntos para que el acumulador de frío en gel pueda conservar su baja temperatura durante mucho tiempo.
Su flexibilidad también mejora la eficiencia del enfriamiento
Muchos acumuladores de frío en gel no se convierten en un bloque de hielo completamente rígido cuando se congelan, sino que conservan cierta flexibilidad. En especial, los modelos blandos que vienen dentro de bolsas de plástico suelen incorporar, además del polímero superabsorbente, pequeñas cantidades de sustancias como la glicerina, que reducen el punto de congelación y permiten que el contenido siga siendo flexible incluso justo después de sacarlo del congelador.
Gracias a esta flexibilidad, pueden adaptarse perfectamente a los huecos de una fiambrera o a objetos con superficies irregulares. Cuanto mayor sea la superficie de contacto, más fácilmente se transfiere el calor hacia el acumulador y, por tanto, más eficazmente se puede enfriar el objeto. Si el contenido fuera simplemente agua, al congelarse se convertiría en un bloque rígido que dejaría espacios entre el acumulador y el objeto que queremos enfriar, reduciendo la eficiencia. Además, cuando empezara a derretirse, el agua podría acumularse en una esquina de la bolsa. Al tener una estructura gelatinosa, el contenido se mantiene mejor distribuido incluso después de comenzar a derretirse, permitiendo que todo el paquete enfríe de manera más uniforme.
¿Es seguro si entra en la boca?
El polímero superabsorbente utilizado en los acumuladores de frío (SAP: Super Absorbent Polymer) también se emplea ampliamente en pañales, productos de higiene femenina y otros productos de uso cotidiano. En general, se considera un material de alta seguridad que no resulta perjudicial por el simple contacto con el cuerpo humano. Muchos acumuladores de frío en gel tienen una composición bastante sencilla: aproximadamente un 99 % de agua y una pequeña cantidad de polímero, alrededor del 1 %. Están diseñados para poder utilizarse en casa junto a los alimentos. Sin embargo, estos polímeros tienen una capacidad de absorción de agua extremadamente elevada, por lo que hay que tener especial cuidado para evitar que los niños pequeños los introduzcan accidentalmente en la boca o los ingieran.
Los acumuladores de frío protegen nuestros almuerzos del calor, evitan que el helado que acabamos de comprar se derrita y, aunque pasen desapercibidos, desempeñan un papel importante en nuestra vida cotidiana. Dentro de esa pequeña bolsa se esconden principios de física y química como el «calor latente de los cambios de estado», el «alto calor específico del agua» y la «reducción de la convección y la conducción térmica». Cuando descubrimos la ciencia que se esconde detrás de los objetos que utilizamos todos los días, quizá nuestra vida cotidiana nos parezca un poquito más interesante. Este verano, cuando utilices un acumulador de frío, recuerda todo lo que hemos visto hoy. Y quizá puedas dedicarle un pequeño «gracias» por todo el trabajo que hace silenciosamente para mantener nuestras cosas frescas.
Contacto y solicitudes
¡Hagamos que las maravillas y la diversión de la ciencia formen parte de nuestra vida cotidiana! Aquí encontrarás divertidos experimentos científicos que puedes realizar en casa y consejos explicados de forma sencilla. ¡Anímate a buscar y descubrirlos! ・Sobre el autor, Ken Kuwako, puedes consultar aquí ・Para solicitudes de colaboración (redacción, conferencias, talleres de experimentos, supervisión científica para televisión, apariciones en TV, etc.), puedes consultar aquí ・¡Las novedades de los artículos se publican en X!
En el canal Ciencia en acción publicamos vídeos de experimentos científicos.
NEW 分解問題集 理科
- ７月２１日発売！『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
７・８月のイチオシ実験！
夏でプシュッと爽やか実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ７月３０日（水）科学監修「TIF presents ONE SONG FES」（フジテレビ） 26:15~27:15
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
