En 1892, el científico escocés James Dewar realizaba experimentos sobre el calor específico del elemento paladio, que debía mantenerse a una temperatura muy fría y estable. Su problema era que cualquier cosa a esa temperatura perdía pronto su frío, porque el aire a su alrededor le transmitía calor por conducción y convección.
Su solución fue poco habitual: fabricó una cámara de latón y la encerró en una segunda cámara, y luego extrajo el aire entre ambas. Al bombear fuera casi todo el gas, ya no quedaba aire para que el calor se condujera o se transmitiera por convección a través del hueco. El casi vacío entre las paredes se convirtió en el aislante, y el contenido se mantenía cerca de su temperatura fijada.
El principio es la clave física fundamental. El aislamiento normalmente funciona dificultando el camino del calor: una chaqueta gruesa, un gas lento, una espuma porosa. El frasco de Dewar funciona eliminando el camino por completo. Sin el aire, el calor prácticamente no tiene nada que atravesar en el hueco, así que solo importa la pequeña cantidad que pasa por las paredes y el cuello. El recipiente de doble pared y evacuado fue el resultado de su investigación en criogenia y es la razón por la que se llama frasco de Dewar.
Dewar nunca patentó el diseño, y este se comercializó rápidamente. En 1904, dos sopladores de vidrio alemanes, Reinhold Burger y Albert Aschenbrenner, construyeron una versión cotidiana más robusta, la llamaron Thermos y reclamaron tanto el producto como la marca; más tarde ganaron un caso judicial contra el propio Dewar por el nombre.
Eliminar el aire entre las paredes
El aire, el medio que rodea cualquier objeto frío, conduce y transporta el calor por convección.
Extraer el aire entre dos paredes concéntricas elimina ese medio por completo.
Un casi vacío no puede conducir ni transportar calor por convección, así que casi nada de calor atraviesa el hueco.
El resultado mantiene el contenido caliente o frío mucho más tiempo que cualquier aislamiento sólido del mismo tamaño.
Cuando algo pierde energía demasiado rápido porque está rodeado de un medio conductor, la solución puede ser eliminar el medio por completo en lugar de añadir más aislamiento.
Dewar inventó el frasco de vacío en 1892 como parte de su investigación en criogenia y nunca lo patentó. En 1904, Reinhold Burger y Albert Aschenbrenner lo convirtieron en un artículo comercial de uso cotidiano y lo llamaron Thermos, y ganaron un caso judicial contra Dewar por los derechos y el nombre. La botella Thermos se difundió por todo el mundo e hizo del frasco de vacío un objeto doméstico, mientras Dewar seguía trabajando en la Royal Institution, donde fue el primero en producir hidrógeno líquido en 1898. El diseño sigue usándose para mantener bebidas calientes y frías y para transportar sustancias frías en la industria.
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Las fuentes
- James Dewar's vacuum flask Royal Institution of Great Britain · rigb.org
- Vacuum flask Wikipedia · en.wikipedia.org