Universidad Autónoma de Santo Domingo

Facultad de Ingenieria y Arquitectura

Escuela de Ingeniería Química

Análisis de los mecanismos de transferencia de calor.

Pohia Hsu Reyes 100589260

Loammi Quintana De Jesús 100578221
Yamayra De Oleo 100445537

Víctor Feliz Pérez

Operaciones unitarias II
INQ3450-01

Santo Domingo, República Dominicana

noviembre 2023
Análisis de los mecanismos de transferencia de calor en la
preparación y consumo de una taza de café.
 INDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................1
METODOLOGÍA ...................................................................................................... 2
PRIMERA ETAPA: mecanismos de transferencia de calor en la
preparación del café ...........................................................................................3
 Definición del sistema. ............................................................................... 3
 Descripción de una greca ....................................................................... 3
 Descripción del café. ............................................................................. 4
 Descripción de los fenómenos observados. ..........................................4
 Combustión de un cerillo ...................................................................... 4
 La transferencia de calor desde la llama de la hornilla hacia la
base de la greca. ..............................................................................................6
 Transferencia de calor en el interior de la greca. ................................7
SEGUNDA ETAPA: mecanismos de transferencia de calor en el café a la
taza de cerámica. ..............................................................................................12
 Descripción del sistema: ..........................................................................12
 Descripción de la taza. ........................................................................... 12
 Descripción de los fenómenos observados. ........................................13
 Proceso del café en la taza. .................................................................. 13
 Proceso de mezclado de azúcar con el café. .................................. 14
 Proceso de mezclado de leche con el café endulzado. ................ 15
TERCERA ETAPA: mecanismos de transferencia de calor cuando un
individuo bebe de la taza de café. ................................................................ 16
 Descripción del sistema: ..........................................................................16
 Descripción de los fenómenos observados. ........................................16
 Transferencia de calor de la taza al individuo. .................................. 16
RECOMENDACIONES .......................................................................................... 18
CONCLUSIONES ................................................................................................... 19
BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................20
 INTRODUCCIÓN
Analizaremos el proceso de transferencia de calor involucrado en la
preparación de café usando una greca. La greca o también conocida
como cafetera moka o macchinetta es una cafetera tradicional
italiana que utiliza presión de vapor para extraer los sabores del café. La
transferencia de calor es un fenómeno fundamental en la preparación
de bebidas o infusiones, ya que afecta directamente la textura, sabor y
calidad nutricional de los mismos.

La presencia de los mecanismos de transferencia de calor en nuestras

vidas es inmutable, como es el caso singular de la preparación de tan
famosa infusión que consumimos para nuestro placer. En este ensayo, se
llevará a cabo un análisis riguroso de los diferentes mecanismos de
transferencia de calor que ocurren durante la preparación, mezcla con
otros insumos y consumo del café, incluyendo la conducción,
convección y radiación. En resumen, nos ayudará a optimizar el
proceso de preparación y mejorar la experiencia del café.

1
 METODOLOGÍA
Para llevar a cabo el análisis, que tendrá lugar en tres etapas, se utilizará
un método experimental, que consistirá en la observación de las
diferentes transformaciones, además de los mecanismos de
transferencia de calor producidos durante la preparación de café,
posterior traslado a una taza de cerámica y para concluir consumo de
la misma.

En la primera etapa se examinarán los diferentes mecanismos de

transferencia de calor durante el proceso de preparación de la infusión,
el funcionamiento de la greca y sus transformaciones.

En la segunda etapa se observan los cambios producidos en café,

luego de pasar por un proceso de preparación y ser trasladado a una
taza de cerámica, para su posterior mezcla con azúcar y leche.

Y en la última etapa se observan que pasar cuando un individuo se

bebe la taza de café caliente con azúcar y leche.

2
PRIMERA ETAPA: mecanismos de transferencia de calor en la
preparación del café
 Definición del sistema.
Se conoce como sistema a la parte del universo que deseamos
estudiar. Que, en la primera etapa del experimento, será una greca
(cafetera moka), de una aleación de aluminio, la cual estará situada
sobre una estufa tradicional, que funciona a base de gas propano. En
la estufa el gas propano, que es conducido desde el tanque de
almacenamiento hasta la hornilla, reacciona con el oxígeno del aire y
con ayuda de una chispa se inicia la combustión en la hornilla,
generando el calor que es transmitido por convección desde la llama
en la hornilla a la greca o sistema.

Es importante destacar que en

este ensayo cuando nos referimos
al sistema, hablamos del depósito
del agua, válvula de presión,
embudo, junta, filtro, jarra o
deposito superior, asa y tapa.
Cuando hacemos mención de la
greca nos referimos al sistema.
Haciendo la salvedad de que
compartimiento superior no es
totalmente hermética, y el
compartimiento inferior de la
greca es hermética. En este tenor,
es preciso mencionar que el
entorno del sistema es la
correspondiente cocina cerrada,
en la que se encuentra la estufa
en la cual está la greca.

 Descripción de una greca

Este tipo de cafeteras tiene dos
compartimentos. La parte inferior (base)
que es dónde se echa el agua y la
parte superior (jarra) que contiene el
café una vez preparado. Ambos
compartimentos están conectados por
un estrecho tubo. En la parte media
del tubo está el compartimento para
colocar el café molido.

3
  Descripción del café.

 Descripción de los fenómenos observados.

Combustión de un cerillo
Hoy en día las cerillas están compuestas por un palito de madera,
cuyas cabezas contienen: un oxidante fuerte (kclo3), un combustible
(sb2s3), y varios aditivos, como sílice, colorante, aglutinante, agua, etc.
El sulfuro de antimonio (III) presenta un punto de ignición tal, que
impide su encendido al frotar sobre una superficie áspera. Para
conseguirlo, es
necesario rascar sobre
el lateral de la caja
que contiene fósforo
rojo (punto de ignición
240ºC). El fósforo
presenta básicamente
dos formas alotrópicas,
el P rojo (estructura
amorfa) y el P blanco
(P4, estructura
tetraédrica).

4
 La transformación del trabajo de rozamiento en energía calorífica
proporciona la energía de activación necesaria para que el fósforo
rojo se transforme en fósforo blanco, de forma transitoria, ya que
seguidamente reacciona con el exceso de oxígeno aportado por el
oxidante de la cabeza (clorato de potasio), formando decaído de
tetrafósforo como se muestra en las ecuaciones:

1
����� → �
4 4 ������
�4 ������ + ����3 + ��2 �3 + �2 → �2 �5 + ��� + ��2 + ��2

La entalpía de formación del óxido de fósforo es tan elevada, que la

energía desprendida es suficiente para emprender la combustión de la
mezcla iniciadora presente en la cabeza y que se forme la llama.

Combustión en la estufa.
A continuación, se describe el proceso
de combustión del gas propano en la
estufa:

Cuando se aplica una fuente de calor a

gas propano, como una chispa o un
cerillo, los enlaces moleculares se rompen
para liberar los átomos de carbono e
hidrógeno. Estos átomos se combinan
con el oxígeno del aire para producir
calor y luz. La reacción química de
oxidación del propano es la siguiente:

 Combustión primaria: durante la combustión primaria, el propano se

quema en presencia de oxígeno del aire para producir más dióxido
de carbono, vapor de agua y calor. La reacción química de
combustión primaria del propano es la siguiente:
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O + calor y luz
Propano + oxigeno= dióxido de carbono + vapor de agua +
energía

5
 Combustión secundaria: durante la combustión secundaria, se
introduce aire adicional en la cámara de combustión para permitir
la combustión completa de los productos de la combustión primaria.
Esto ayuda a reducir las emisiones de monóxido de carbono y otros
gases nocivos. La reacción química de combustión secundaria es la
siguiente:
7
C3H8 +2 O2 → 3CO + 4H2O + calor y luz
Propano + oxigeno= monóxido de carbono + agua+ energía
1
CO+ 2 O2 → CO2
Monóxido de carbono + oxigeno = dióxido de carbono

 La transferencia de calor desde la llama de la hornilla

hacia la base de la greca.
La transferencia de calor desde una llama a una base de greca
implica tanto la convección como la radiación térmica. La convección
transporta los gases calientes desde la llama hacia la superficie de la
cacerola, mientras que la radiación térmica transfiere calor desde la
llama a la greca a través de ondas electromagnéticas. La
combinación de estos dos mecanismos de transferencia de calor es lo
que hace posible que una llama caliente una greca. Al encender la
estufa y colocar la greca encima, la llama de la hornilla transfiere calor
a la greca por convección natural. La llama transfiere calor por
convección natural a la greca debido a que los gases calientes que se
generan en la combustión ascienden y entran en contacto con la
superficie de la cacerola. En ese proceso no todo el calor generado
debido a la reacción de combustión es transferido a la cacerola, una
parte se transfiere por radiación y convección hacia los alrededores. La
cantidad de calor perdido hacia los alrededores cuando una hornilla
transfiere calor a una greca depende de varios factores, como la
eficiencia de la hornilla, las condiciones del entorno y las propiedades
térmicas de la greca. En general, se estima que alrededor del 10-20%
del calor generado por la hornilla se pierde hacia los alrededores a
través de la convección y la radiación. Por lo tanto, solo el 80-90% del
calor generado por la hornilla se transfiere efectivamente a la greca.
Sin embargo, este valor puede variar significativamente en función de
las condiciones específicas de la hornilla, la greca y el entorno. La
transferencia de calor depende de la temperatura de la llama y de la
6
 velocidad del flujo de gases generados por la combustión. Además, la
forma y tamaño de la llama también pueden influir en la forma en que
se transfiere el calor a la greca.

Los gases calientes que se generan en la llama de la estufa emiten

radiación térmica debido a su alta temperatura. Los gases contienen
moléculas y átomos que vibran a altas velocidades debido a la energía
térmica que poseen. Cuando estas partículas vibran, emiten fotones de
energía en forma de ondas electromagnéticas.

La transferencia de calor por radiación desde la llama hacia la greca

depende de la temperatura de la llama, la distancia entre la llama y la
cafetera, y de la capacidad de la cafetera para absorber la radiación
emitida. Los gases calientes involucrados en el proceso de combustión,
que ya mencionamos anteriormente son el dióxido de carbono y el
vapor de agua.

El dióxido de carbono
emite menos radiación
térmica que el vapor de
agua en una llama. Esto se
debe a que la radiación
térmica emitida por una
molécula depende de la
cantidad de vibraciones y
rotaciones que pueda
tener, y la molécula de
vapor de agua tiene más
modos vibracionales y
rotacionales que la
molécula de dióxido de
carbono.
Un ejemplo de cómo pueden las propiedades térmicas de la greca,
incidir en la transferencia de calor de la llama en la hornilla a la greca,
es considerar cómo afecta la resistencia térmica de la greca a la
transferencia de calor. La resistencia con la cual la greca se opone al
paso del calor a través de su superficie representa su resistencia
térmica. El tipo de resistencia térmica presente en este caso es la
resistencia térmica a la conducción, que también depende de la
configuración geométrica del sistema.
Transferencia de calor en el interior de la base de la greca.
Una vez el calor llega por convección desde la llama a la superficie de
la base de la greca, este se transfiere por conducción a través de la
7
interacción de las partículas de la greca, en todas las direcciones de la
base, sin que existan cambios netos de masa o de materia.

La transferencia de calor por conducción en la base de la greca

dependerá de sus propiedades, como la conductividad térmica, la
cual depende de que tipo aleación suele tener, debido a que cada
material de índole diferente que participa en la aleación aportará
resistencia térmica diferente. La transferencia de calor por conducción
también dependerá de la configuración geométrica del sistema y de
su espesor.

La fuerza impulsora de la transferencia de calor en todos los

mecanismos de transferencia de calor es la diferencia de temperatura,
dándose la transferencia de calor en dirección del medio más caliente
al más frío, por tanto, una vez el calor se transmite por conducción a
través de la base de la greca, continúa su recorrido transfiriéndose por
convección, de la superficie interior de la base de la greca en
contacto con el agua, al agua.

El agua dentro de la base de la greca recibe calor por convección

natural, primero por la superficie del fondo de la greca, luego el calor
que se transmite por conducción a través de todas las paredes de la
base de greca es transmitido al agua. La fuente de calor, como una
estufa, calienta la base de la cafetera, lo que a su vez calienta el agua
en su interior. El agua caliente tiende a subir y el agua más fría tiende a
bajar, creando corrientes de convección que ayudan a calentar el
agua de manera más uniforme. Este proceso de convección ayuda a
distribuir el calor de manera más eficiente en el agua, ya que las
corrientes de convección transportan el agua caliente hacia arriba y el
agua fría hacia abajo, lo que resulta en una mezcla más uniforme de
temperaturas. Cabe destacar que no todo el calor que se transmite a
través de las paredes de la base de la greca lo recibe el agua, debido
a la pérdida de calor desde las paredes exteriores de la greca hacia
los alrededores por convección y radiación.

En el proceso de transferencia de
calor de la base de la greca al agua,
se presentó un fenómeno llamado
ebullición. La ebullición es una forma
de transferencia de calor por
convección, el proceso de ebullición
se caracteriza por la rápida
formación de burbujas de vapor en

8
la interfase sólido-líquido que se separan de la superficie cuando
alcanzan cierto tamaño y presentan la tendencia a elevarse hacia la
superficie libre del líquido. Las burbujas se crean debido al aumento de
temperatura, cuando se alcanza la temperatura de saturación del
agua, donde no admite más calor y utiliza la energía que se le
suministra para cambiar de fase líquida a vapor.

Pero como éste no puede escapar ya que el

compartimiento inferior es hermético,
empezará a aumentar la presión del vapor de
agua genrado en el interior de la base de la
greca. Según aumente la presión, el agua es
empujada hacia arriba, subiendo a lo largo
del tubo, pasando por el recipiente de café
molido y saliendo finalmente por el agujero al
final del tubo.

Hay que tener en cuenta que la

temperatura que llegue a alcanzar
el agua dependerá de la calidad
de la greca (que resista mayor o
menor presión), de la altitud del
lugar, de su composición del agua
(mayor o menor contenido en sales
minerales, etc.)

La presión no es más que la fuerza

dividida por unidad de superficie
así que lo que realmente pasa es que la fuerza que la atmósfera ejerce
sobre la superficie del café es menor que la fuerza que le está
empujando por abajo, por lo que existe una fuerza neta hacia arriba,
ya que siempre los fluidos se dirigen desde un lugar de mayor presión a
otro de menor presión. Dándonos, así como resultado el conocido
«pitido» señal sonora que nos advierte que el café está listo para ser
servido.

9
Cuando el café recién colado se encuentra dentro de la greca,
continúa experimentando procesos de transferencia de calor,
especialmente en relación con su interacción con el ambiente
circundante.
Una vez que el café se encuentra en el compartimiento superior de la
greca, comienza a perder calor por radiación. La temperatura más alta
del café provoca la emisión de radiación hacia el ambiente
circundante, que puede ser absorbida por superficies cercanas y el aire.
El compartimiento superior de la greca que contiene el café recién
colado actúa como un medio de transferencia de calor. La conducción
se produce a medida que el calor se transfiere desde el café caliente
hacia las paredes de la jarra. Simultáneamente, la convección dentro
de la jarra también contribuye al enfriamiento del café, ya que las
capas más cercanas a las paredes de la jarra pierden calor al entrar en
contacto con estas superficies más frescas.
La jarra y su contenido están expuestos al aire circundante, lo que
facilita la transferencia de calor. El aire más frío en contacto con la
superficie exterior de la jarra absorbe calor por convección, llevando a
un enfriamiento gradual de la jarra y, por ende, del café en su interior.
A medida que el café caliente se encuentra en la jarra expuesto al aire,
también puede experimentar un proceso de evaporación. Las
partículas de agua en la superficie del café pueden convertirse en
vapor, llevándose consigo calor. Este fenómeno contribuye al
enfriamiento general del café

10
 .
El tiempo que el café permanece en la greca también afecta la
transferencia de calor. Cuanto más tiempo permanezca el café en la
jarra caliente, más oportunidades tendrá para perder calor al ambiente
circundante.
En conjunto, estos procesos de transferencia de calor al ambiente y el
enfriamiento del café dentro de la greca están influenciados por
diversos factores, como la temperatura inicial del café, las propiedades
térmicas de la jarra, la temperatura y velocidad del aire circundante. La
interacción entre estos factores determinará la rapidez con la que el
café alcanza la temperatura ambiente.

11
SEGUNDA ETAPA: mecanismos de transferencia de calor en el
café a la taza de cerámica.
 Descripción del sistema:
En esta segunda etapa del experimento, el sistema será una taza de
cerámica y sus alrededores.
Es importante destacar que en este ensayo cuando nos referimos al
sistema, hablamos de la taza y su contenido, en este caso café.
Cuando hacemos mención de la taza nos referimos al sistema.
Haciendo la salvedad de que la taza no está tapada. En este tenor, es
preciso mencionar que el entorno del sistema es la correspondiente
cocina cerrada, en la que se encuentra.

 Descripción de la taza.
Las tazas de cerámica están hechas de arcilla y se someten a un
proceso de cocción para endurecerse. La arcilla utilizada
comúnmente en la fabricación de cerámica es la arcilla de alfarero,
que puede incluir diversos minerales. La composición específica puede
variar según el tipo de cerámica y la técnica de fabricación, pero en
general, la arcilla de alfarero suele contener minerales como caolín,
illita y montmorillonita.

Después de dar forma a la taza, se cuece en un horno a altas

temperaturas, lo que resulta en la sinterización de la arcilla y la
formación de una estructura cerámica sólida. A menudo, las tazas de
cerámica también se recubren con esmaltes para darles un acabado
decorativo, mejorar la durabilidad y facilitar la limpieza. Estos esmaltes
pueden contener óxidos metálicos y otros componentes para lograr
diferentes colores y texturas.

12
  Descripción de los fenómenos observados.
Proceso del café en la taza.
Cuando se introduce el café en la taza, debido a que el café se
encuentra a una temperatura mayor que la de su entorno le transmite
calor por convección a su aire circundante en el entorno y por
conducción a la taza.
La taza está en contacto directo con el café caliente, lo que hace que
la energía térmica se transfiera de las moléculas de café a las
moléculas de la taza. La conducción es un proceso de transferencia de
calor que ocurre a través de un medio sólido, como la taza de
cerámica y diferencia de temperatura.

Además de la conducción, también puede haber un proceso de

convección en la superficie del café, donde las corrientes de
convección transportan el calor desde la superficie del café hacia el
aire circundante. La radiación térmica también puede ser un factor en
la transferencia de calor en una taza de café, donde la taza y el café
emiten radiación electromagnética que es absorbida por el aire
circundante y otros objetos cercanos. En general, la transferencia de
calor en una taza de café es un proceso complejo que involucra
múltiples mecanismos de transferencia de calor.

13
Proceso de mezclado de azúcar con el café.
Cuando añades azúcar al café en una taza, se produce un proceso de
transferencia de calor que involucra principalmente la conducción y la
convección.

Cuando añades azúcar al café caliente, el azúcar está inicialmente a

temperatura ambiente. La temperatura del azúcar es más baja que la
del café caliente, por lo que se establece un gradiente de temperatura.
La conducción permite que el calor se transfiera desde el café caliente
a la azúcar. Las partículas de azúcar más cercanas al café ganan
energía térmica y la transfieren a las partículas adyacentes,
calentando así el azúcar. Esto da como resultado un aumento de la
temperatura del azúcar a medida que se mezcla con el café caliente.

La convección
también juega un
papel en este
proceso. A medida
que añades azúcar al
café caliente, las
partículas de azúcar
se mezclan con el
líquido circundante
debido a la agitación.
Esta agitación puede
ser causada por la cuchara con la que mezclas el azúcar o por la
corriente natural del líquido en la taza. La convección ayuda a distribuir
el calor de manera más uniforme en todo el café, ya que las partículas
de azúcar caliente se mezclan con el líquido circundante, permitiendo
que el calor se disipe de manera más eficiente, cabe destacar que se
produce una pérdida por conducción a la cuchara.

El resultado final es un café más uniformemente caliente y endulzado a

medida que el azúcar se disuelve y se mezcla con el líquido. La
conducción térmica permite que el calor fluya desde el café caliente
al azúcar, mientras que la convección asegura una mezcla adecuada
para que el calor se distribuya de manera uniforme en toda la taza.

Teniendo en cuenta que, aunque estos son los principales mecanismos

de transferencia de calor involucrados en la disolución del azúcar en el
café, otros factores, como la difusión, también pueden influir en el
proceso, especialmente a nivel microscópico.

14
Proceso de mezclado de leche con el café endulzado.
Cuando añades leche al café caliente en la taza, se produce una
transferencia de calor que involucra varios mecanismos,
principalmente la conducción y la convección, similar a cuando
añades azúcar.

Al agregar leche al café caliente, la leche generalmente está a una

temperatura más baja que el café. Esto crea un gradiente de
temperatura entre el café caliente y la leche fría. La conducción
permite que el calor se transfiera desde el café caliente a la leche fría.
Las partículas de leche más cercanas al café ganan energía térmica y
la transfieren a las partículas adyacentes, calentando así la leche.
Como resultado, la temperatura de la leche aumenta gradualmente a
medida que se mezcla con el café caliente.

Al igual que con el azúcar, la convección desempeña un papel

importante en este proceso. Cuando agregas leche al café caliente y
revuelves con una cuchara, se genera movimiento en el líquido. Las
partículas de leche se mezclan con el café caliente debido a la
agitación. Esto facilita la transferencia de calor desde el café a la
leche y asegura una mezcla uniforme. La leche caliente se mezcla con
el café caliente, y la temperatura del conjunto se iguala gradualmente.

A medida que la leche se calienta y mezcla con el café, también

puede haber una conducción térmica adicional entre las partículas de
leche y café que están en contacto directo. Esto ayuda a equilibrar
aún más la temperatura entre la leche y el café.

El resultado es un café más suave y uniforme en términos de

temperatura y sabor, ya que la leche se mezcla con el café caliente, se
calienta y se distribuye de manera uniforme en la taza. La conducción
y la convección son los mecanismos clave que permiten que este
proceso ocurra.

15
 TERCERA ETAPA: mecanismos de transferencia de calor
cuando un individuo bebe de la taza de café.
 Descripción del sistema:
En esta tercera etapa del experimento, el sistema será un individuo, la
taza de cerámica y sus alrededores.

Es importante destacar que en este ensayo cuando nos referimos al

sistema, hablamos del individuo, la taza y su contenido, en este caso
café. Haciendo la salvedad de que la taza no está tapada. En este
tenor, es preciso mencionar que el entorno del sistema es la
correspondiente cocina cerrada, en la que se encuentra.

 Descripción de los fenómenos observados.

Transferencia de calor de la taza al individuo.
Cuando una persona toma una taza de café preparada previamente
y la consume, se produce una transferencia de calor desde la bebida
caliente al cuerpo a través de tres mecanismos principales:

Cuando el individuo toma la taza de café caliente entra en contacto

con su mano. La temperatura de la mano es más baja que la del café
caliente, por lo que se establece un gradiente de temperatura. La
conducción permite que el calor se transfiera desde el café caliente a
la mano.

16
Cuando el café caliente entra en contacto con los labios y la boca de
la persona, se inicia la transferencia de calor por conducción. La
temperatura más alta del café (caliente) se comunica a través del
contacto directo con los labios y la boca, elevando la temperatura de
estas áreas corporales. La conducción permite que el calor fluya desde
el café caliente a la piel y los tejidos de la boca.

A medida que la persona bebe el café caliente, se produce un flujo de

líquido en su boca y garganta. Este flujo de café caliente actúa como
un mecanismo de convección interna, permitiendo que el calor se
distribuya a lo largo de la cavidad bucal y la garganta. La transferencia
de calor se produce a medida que el café caliente fluye y entra en
contacto con diferentes áreas de la boca y la garganta.

La radiación también juega un papel, aunque en menor medida, en la

transferencia de calor. El café caliente emite radiación, que puede ser
absorbida por la piel y las membranas mucosas en la boca. Esto
contribuye a la transferencia de calor desde la bebida caliente al
cuerpo.

En resumen, la transferencia de calor al tomar una taza de café

caliente implica principalmente la conducción térmica a través del
contacto directo con los labios y la boca, la convección interna a
medida que el café fluye en la boca y la radiación térmica de la
bebida al cuerpo. Es importante tener cuidado al tomar bebidas
calientes para evitar quemaduras.

17
 RECOMENDACIONES
 Escoger un café de calidad. No es recomendable la compra de
mezclas demás de 2 o 3 orígenes, ya que cambia la personalidad
del café.
 Utilizar una greca de calidad y en buena estados, para evitar
accidentes y asegurar su buen desempeño.
 Es sugerible la colocación de la azúcar antes del café. Ya que
está esto reduce la perdida de calor además reduce el tiempo
de agitación del café con la cuchara.
 La utilización de la leche a temperatura ambiente o calentada,
para reducir la pérdida de calor.
 Utilizar agua de calidad, ya que el sabor se ve afectado por el
mismo.
 Precalentar la taza antes de verter el café.
 No dejar que el café se sobrecaliente en la greca, ya que afecta
el sabor, debido a la descomposición de compuestos sensibles al
calor, como los aceites presentes en los granos de café. Esto
puede afectar negativamente el perfil de sabor, dando lugar a
una experiencia menos placentera. Además, el
sobrecalentamiento también puede provocar la liberación de
compuestos amargos y ácidos en el café.

18
 CONCLUSIONES
Este trabajo de análisis abordó la metodología descrita que ha
permitido desglosar de manera detallada los procesos de transferencia
de calor involucrados en la preparación y consumo del café, aplicando
principios fundamentales de ingeniería química. A través de las tres
etapas delineadas, en las cuales se ha abordado la dinámica de la
transferencia de calor desde la generación del café en la greca hasta
su consumo por parte de un individuo.
En la primera etapa, la atención se centró en la transferencia de calor
desde la llama de la estufa hasta la base de la greca. Se abordaron los
procesos de convección, radiación y conducción, destacando la
importancia de la resistencia térmica en la transferencia de calor desde
la llama a la greca. Se evidenció cómo la eficiencia de la hornilla, las
propiedades térmicas de la greca y el entorno circundante impactan
en la cantidad efectiva de calor transferido.
La segunda etapa exploró la transferencia de calor desde el café
caliente a una taza de cerámica, así como los procesos adicionales
asociados con la mezcla de azúcar y leche. La conducción y
convección fueron los principales mecanismos destacados, resaltando
cómo estos procesos influyen en la uniformidad de la temperatura del
café endulzado. Se consideró la importancia de la agitación para
facilitar la convección y garantizar una mezcla homogénea.
Finalmente, la tercera etapa abordó la transferencia de calor desde la
taza al individuo durante el consumo del café. Se destacaron los
procesos de conducción y convección en el contacto del café con la
mano, los labios y la boca. La radiación también se mencionó como un
contribuyente menor en este proceso.
En términos de ingeniería química, la comprensión detallada de estos
mecanismos de transferencia de calor es esencial para optimizar el
diseño de sistemas de preparación de café y garantizar una experiencia
de consumo satisfactoria. Además, la aplicación de conceptos como
resistencia térmica, conductividad térmica y eficiencia en la
transferencia de calor contribuye a la mejora continua de los procesos y
equipos asociados con la producción y disfrute del café.
Para concluir de forma resumida, esta investigación proporciona una
perspectiva integral de los procesos de transferencia de calor en la
preparación y consumo de café, amalgamando conceptos literarios y
de ingeniería química para profundizar en la comprensión de un acto
cotidiano, revelando su complejidad subyacente desde una
perspectiva científica y técnica.

19
 BIBLIOGRAFIA

Físicas, M. E. (2016, noviembre 2). ¿Cómo funciona una cafetera

italiana? Mientras, En Físicas.
https://mientrasenfisicas.wordpress.com/2016/11/02/como-
funciona-una-cafetera-italiana/

Fourier’s law of heat conduction. (2016, agosto 12). Me Mechanical.

https://me-mechanicalengineering.com/fouriers-law/

Frank P. Incropera & David P. DeWitt. (1999). Fundamentos de

transferencia de calor. Pearson.

Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2011). Fundamentals of physics:

Chapters 1-11 (9a ed.). John Wiley & Sons.

How to prepare the perfect moka - illy videorecipes. (2010, julio 14).

Sabora, C. (2020, septiembre 23). La Moka: Cafetera que cambio la

forma de tomar café. Cafesabora.com.
https://cafesabora.com/es/la-moka-cafetera-que-cambio-la-
forma-de-tomar-caf%C3%A9

Villatoro, F. R. (2008, noviembre 24). La física de la cafetera (o como

obtener un café a la temperatura óptima). La Ciencia de la Mula
Francis. https://francis.naukas.com/2008/11/24/la-fi%C2%ADsica-de-
la-cafetera-o-como-obtener-un-cafe-a-la-temperatura-optima/

X-ray - how moka – espresso stove pot works. (2018, mayo 26).

Yunus A. Cengel & Afshin J. Ghajar. (2004). Transferencia De Calor y

Masa. McGrawhill.

20