La isoterma es un elemento y una herramienta que resulta fundamental a la hora de la medición de la temperatura de una zona determinada. En un plano cartográfico, la isoterma es una curva que une aquellos puntos que presentan las mismas temperaturas en una unidad de tiempo considerada.Así es que para una misma área se podrán diseñar una gran cantidad de planos que contengan isotermas, por ejemplo, isotermas de una temperatura media de largo período de los meses de Enero, de Febrero, entre otros, o las isotermas de las temperaturas medias anuales

Por otro lado, el término se emplea para referir que tal o cual cosa presentan igual temperatura o una temperatura que se caracteriza por mantenerse constante en el tiempo.Por su lado, el proceso isotérmico o proceso isotermo, resulta ser el cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo el mencionado cambio constante para todo el sistema. Un ejemplo de la acción de este proceso es la compresión o expansión de un gas ideal que se halla en contacto permanente con un termostato; se coloca el gas para que haga contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica grande y que esté a la misma temperatura que el gas. El calor se transferirá muy lentamente facilitando que el gas se expanda.

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8.1 Concepto de isoterma de sorción de agua[1]

Una isoterma es una curva que describe, para una temperatura dada, la relación de equilibrio entre la cantidad de agua del alimento y la presión de vapor ó humedad relativa.

El término de sorción, se usa para relacionar el comportamiento de un producto, dependiendo de su contenido inicial de humedad, el cual perderá o ganará (adsorber) agua durante el proceso de equilibrio con la atmosfera que rodea al producto.

La isoterma de sorción de agua relaciona, a una temperatura constante, el contenido de húmedad con la actividad termodinámica del agua en el producto, en un intervalo dado de humedad o actividad. Es interesante recordar que en el equilibrio de la actividad de agua es igual a la humedad relativa del aire que rodea al producto a una temperatura determinada.

Se puede graficar el contenido de agua (humedad) vs. Aw ó HR y dicha gráfica toma el nombre de isotermas de absorción y desorción.

La isoterma de sorción del agua, es una forma adecuada de analizar el grado de interacción del agua con el sustrato. Normalmente se puede dividir en tres intervalos en función de la Aw:

Zona A. Agua fuertemente ligada correspondiente a una Aw de 0.2-0.3 ó inferior: el agua se encuentra en forma monomolecular, que se desarrolla cuando una fracción de agua presente interacciona con la superficie del alimento.

Zona B: Agua moderadamente ligada ( Aw= 0.3-0.7) : es la más interesante, corresponde a multicapas de agua y presenta características muy particulares. Es una zona en la que un pequeño cambio en el contenido acuoso se traduce en grandes variaciones de los valores de su actividad.

Zona C: Agua poco ligada: correspondiente a una Aw de 0.7-0.8 y superior: el alimento presenta actividades bastantes próximas a la del agua pura. Se elimina con facilidad llegando sólo a un valor de 0.8 y es la responsable de cualquier tipo de reacción y crecimiento microbiano.

Figura 12: Isoterma de sorción de agua y sus zonas A,B yC. Fuente: Bello, José: Ciencia Bromatológica. Principios generales de los alimentos. 2008, editorial Díaz de Santos, Brasil.

Existen diversos modelos matemáticos, teóricos, semiempìricos y empíricos para la predicción y el ajuste de datos experimentales de sorción de humedad en función de la actividad de agua. La bondad de los ajustes depende de la naturaleza de los alimentos, el rango de actividad de agua y otros parámetros experimentales.

Una de las primeras isotermas de sorción desarrolladas fue la del BET (Brunauer- Emett- Teller), la cual es válida para los valores bajos de actividad de agua.

El conocimiento de las isotermas de sorción de un alimento es esencial para poder determinar su Aw, conociendo su contenido de humedad.

8.2 Isoterma de adsorción:

Hace referencia al comportamiento de alimentos deshidratados almacenados a una HR atmosférica alta, tienden a ganar agua para equilibrar las presiones de vapor de agua tanto del alimento como de la atmósfera.

8.3 Isoterma de desorción:

Hace referencia al comportamiento de los alimentos hidratados con Aw bajas y %HR bajas. Es la gráfica para alimentos que sufren pérdida de agua para equilibrarse con el las presiones de vapor de la atmósfera.

Badui, Slavador, presenta este tipo de gráficas llamadas Isotermas de sorción nos muestra la actividad acuosa de un alimento en función del contenido de agua del mismo, a determinada temperatura. Las isotermas indican la cantidad de agua retenida por un alimento en función de la HR de la atmósfera que lo rodea bajo condiciones de equilibrio a una temperatura constante[2]. Ver figura 13.