Tecnologías sencillas frente al calor: el botijo, y el abanico (parte I - el botijo)

Ayer vi un botijo en casa, aquí en Bodonal, y ello me dio pie para escribir la presente entrada del blog, que hoy vamos a dedicar a este curioso artilugio, y en los próximos días dedicaremos otra entrada del blog al abanico.

La primera nevera eléctrica se inventó hace poco más de un siglo. Hasta entonces, los alimentos se mantenían frescos en las bodegas. Y el agua, en botijos. Un extraño artilugio capaz de enfriar líquidos aun estando al sol. El invento del aire acondicionado es igual de antiguo. Y el primer ventilador eléctrico se remonta a los años 80 del siglo XIX. Hasta entonces, cientos de generaciones le habían dado al abanico para refrescarse.

Lo supiesen o no, el botijo y el abanico, perfeccionados durante siglos, profundizan en la física del aire y de los materiales. Sus diseños son matemáticamente perfectos. A veces, la tecnología no tiene que ser complicada para ser la mejor aliada frente al calor.

Botijo: “Vasija de barro poroso que se usa para refrescar el agua, de vientre abultado, con asa en la parte superior, a uno de los lados boca para llenarlo de agua, y al opuesto un pitorro para beber”. Así de sencillo define la RAE el botijo.

Los más jóvenes puede que no hayan bebido jamás de un botijo, pero la mayoría de nosotros ha bebido de alguno e incluso posee uno en casa, ya que es un elemento típico de la cultura española, especialmente por el sur de nuestro país. Este dispositivo representa una de las obras de ingeniería más simples y efectivas, ya que sin ningún tipo de aporte de energía es capaz de enfriar el líquido que se encuentra en su interior.

Para que os hagáis una idea de su potencial, si dejamos el botijo colocado en una temperatura ambiente de unos 30 grados centígrados, es capaz de enfriar el agua de su interior hasta 10 grados. De hecho, enfría la temperatura con cierta velocidad ya que normalmente es capaz de disminuir estos 10 grados en menos de una hora.

Se utiliza la arcilla porque el funcionamiento del botijo se basa en la porosidad de su superficie. Es decir, el material no está totalmente cerrado y el agua de su interior puede salir a la superficie. Este efecto se conoce normalmente como sudar, ya que literalmente parece que el botijo suda el agua de su interior y se enfría. Podéis ver este fenómeno en cualquier botijo que esté lleno de agua.

Botijo - Bodonal

Botijo - Bodonal

También tenemos el refrán “más simple que el mecanismo de un botijo”. Y, después, tenemos esto: Unos investigadores españoles de la Universidad Politécnica de Madrid (Gabriel Pinto y José Ignacio Zubizarreta) estudiaron el modelo físico de este proceso, y plantearon sus ecuaciones dinámicas para un botijo esférico.

En su trabajo desarrollaron el modelo matemático que explica cómo funciona un botijo.

 

El experimento que hicieron se desarrolló de la siguiente manera. Simularon un caluroso día de verano de 39 grados y una humedad relativa del 42%. Llenaron un botijo con 3,16 litros de agua. Le colocaron un termómetro y midieron periódicamente los cambios en la temperatura y en la cantidad de agua evaporada. Tras las siete primeras horas del experimento, la temperatura del agua había bajado nada menos que 15 grados. Y se habían evaporado 400 gramos de agua a través de los poros de la vasija.

A partir de ese punto, el agua empezó a calentarse. Primero lentamente y, a medida que se reducía su volumen, a mayor velocidad. Al cabo de 72 horas, no quedaba agua en el botijo. Gabriel Pinto, quien había empezado el experimento en solitario, quiso desarrollar un modelo matemático para el botijo. Pero no fue hasta que Zubizarreta se interesó por el proyecto (cuatro años más tarde) que dieron con las ecuaciones.

Básicamente, la clave está en la evaporación del agua que impregna el barro poroso. Funciona de forma similar a si mojamos nuestra piel o sudamos. Esta agua exudada a través del barro extrae parte de la energía térmica del agua almacenada, provocando su enfriamiento. Por eso, mientras sean de color claro (para no absorber mucha radiación solar) y estén en un entorno seco (si el aire es húmedo la evaporación es mínima), pueden enfriar el líquido incluso a pleno sol.