Lo más eficiente para calentar el agua de un te

En estos días en que la electricidad está a precios desorbitados nos podemos preguntar qué sistema de los que tenemos en casa habitualmente es más eficiente para calentar agua, para hacer un té, por ejemplo. Esa pregunta la podemos resolver experimentalmente con equipamiento de laboratorio totalmente doméstico y unas pocas multiplicaciones. 

Vamos a comparar el microondas y una kettle (un calentador eléctrico de agua). Mi primera impresión es que el calentador eléctrico ha de ser mejor, en parte por ideas preconcebidas acerca de los procesos que ocurren en uno y otro electrodoméstico, y en parte porque lo hace mucho más rápido.

La pregunta concreta es ¿qué electrodoméstico es más eficiente? La eficiencia es la relación entre lo que obtengo y lo que me cuesta. Lo que me cuesta es energía eléctrica (potencia por tiempo), y lo que obtengo es agua caliente.

La energía almacenada por el agua al calentarse se calcula como el producto de la masa por al calor específico por el aumento de temperatura (a mi se me quedó grabada esa fórmula de mis tiempos de la EGB)  Q = m Ce ΔT. En el caso del agua aun sin tener una báscula (que no es inhabitual en las cocinas) se puede conocer la masa porque la densidad es 1 g/cm3. Y el volumen lo tenemos en vasos medidores, moldes de repostería u otros dispositivos. Para la diferencia de temperatura necesitamos un termómetro, yo me he comprado uno en un bazar (antiguo “todo a cien”) de los que venden para pinchar los asados.

Con esto ya podemos hacer el experimento: Pesar una cantidad de agua, medirle la temperatura, ponerla un tiempo medido en el electrodoméstico de que se trate y volver a medir la temperatura al sacarlo.

Los datos que me han salido son los que he apuntado en esta tabla:

Lo que hemos de calcular ahora es:   Ein = P. t     y     Eout = m Ce ΔT

Para aplicar las fórmulas a esos datos hay que recordar que el calor específico del agua es una caloría por gramo y por grado centígrado, y que una caloría es igual a 4,18 Julios. Por otro lado, para la potencia de entrada hay que multiplicar la potencia nominal del aparato (en Watios) por el tiempo en segundos que estuvo funcionando. ¡Curioso! La potencia de la Kettel es mucho más alta que la del microondas (1380 W frente a 800W). Con ello se obtienen los resultado de la siguiente tabla:

El rendimiento es prácticamente el mismo, un poco más alto el del microondas, algo contrario a lo que esperaba, pero es que no sabía que manejara tanta potencia, hasta hoy nunca había mirado sus características. 

(ACTUALIZACIÓN) Y tras publicar lo anterior me hace notar Iñaki @Enchufados que la potencia de 800W que marca el microondas en el frontal es la de las microondas, no la potencia eléctrica realmente consumida. Para conocerla hay que mirar la "placa de características", igual que en la kettle, y el resultado es de 1200W:

Y con esta corrección en los datos, rehaciendo la cuenta la eficiencia del microondas baja al 45%, algo mucho más acorde con lo que se dice en el vídeo que hay más abajo:

Esto no deja de ser una prueba muy grosera. Habría que repetir el experimento unas cuantas veces más, con distintos rangos de temperatura y quizá variando otras cosas (el recipiente en el microondas, por ejemplo). Además dependerá mucho del microondas y la kettle de que se trate. También habría que probar con la vitrocerámica, pero ahí hay aún más variables (el tipo de cazo, el “fuego” que uses, etc.) y además no tengo acceso fácil a la placa de características y no sé la potencia que usa. Hay otro refinamiento más que es comprobar la tensión de red, que como vemos en las placas de características sice que puede ir de 220 a 240 y, parece ser que suele ser más alta de los típicos 220 (como me comenta Iñaki)

Otras personas han hecho estos experimentos con un poco más de cuidado y ofrecen los resultados que se muestran en este enlace. La misma información en vídeo: 

Siempre pasa que cuando te pones a explorar una idea, por tonta que pareciera al comienza, acabas aprendiendo cosas que no sabías y sorprendido por los detalles.

Para terminar, un esquema de las 2 conversiones de energía del microondas y sus respectivas eficiencias: