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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Por qué enfría el agua un botijo?

Botijo - La Ciencia Nuestra de Cada Día - cienciaes.com

El botijo es una vasija fabricada con arcilla porosa que se ha utilizado durante siglos, incluso milenios, por su capacidad para mantener el agua fresca, hasta 10 grados centígrados por debajo de la temperatura ambiente, es ideal para usar en los días calurosos y secos que abundan, sobretodo, en el verano de las regiones del interior de la península ibérica. Los hay de muchas formas, algunas de las cuales mostramos en las imágenes para información de aquellos que no conocen esta verdadera joya de la tecnología arcaica.

Con este comienzo ya he mencionado algunos factores que influyen en el efecto refrigerador del botijo: la arcilla con la que se elabora y la temperatura de cocción, las condiciones ambientales, la termodinámica del agua e, incluso, la forma de la propia vasija.

Demos un repaso a cada uno de los factores.

Como he dicho, los botijos son vasijas fabricadas con arcilla pero he especificado algo más, es “porosa”. La arcilla está formada por granos pequeños, producto de la erosión de las rocas, granos que interaccionan con el agua formando un barro blando y moldeable. Se le puede dar forma mientras está húmeda pero al calentarla en un horno, pierde el agua y adquiere dureza. Por regla general, si la arcilla se cuece a temperaturas por debajo de los 1.000 grados, se conservan los huecos entre las partículas de la arcilla y las paredes de la vasija cocida tendrá poros microscópicos por los que, al llenarla, podrá escapar una pequeña cantidad de agua. Si la arcilla se calienta demasiado, se funden algunos de los componentes y se crea un vidrio que sella los poros haciendo las paredes impermeables.

Para hacer un botijo que funcione como refrigerador del agua que contiene en su interior, los poros de la arcilla son imprescindibles.

Cuando llenamos un botijo de agua, una pequeña parte de ella se va colando por los poros de la arcilla y emprende un camino hacia el exterior. Si el botijo es bueno, decimos que “suda” porque el agua alcanza la superficie externa y la humedece. Lógicamente, si los poros han sido destruidos o tapados ya sea por un proceso de vitrificación o por que se ha pintado o barnizado el exterior, el botijo no sudará y tampoco enfriará el agua, sólo servirá de adorno.

Así pues, hagamos las cosas bien y escojamos un botijo que “sude”. Está bien elegido el término, porque el mecanismo de enfriamiento es el mismo que nos refresca a nosotros cuando sudamos y nos ponemos en una corriente de aire. Veamos cómo es esto.

Las moléculas de agua en estado líquido se mueven deslizándose unas sobre otras y chocando entre sí. En el seno del líquido están en contacto unas con otras, pero en la superficie del agua algunas moléculas reciben de sus vecinas impulsos lo suficientemente fuertes como para escapar y mezclarse con el aire. Así se forma una nubecilla de vapor de agua que en condiciones normales se mantiene cerca de la superficie líquida.

Cada vez que una molécula escapa, el conjunto del líquido pierde energía de movimiento. Es fácil de entender. Si tenemos un montón de pelotas que botan y chocan unas con otras y vamos extrayendo a las que se mueven más rápido, quedarán las más lentas y el conjunto será menos dinámico. Ese movimiento de las moléculas para nuestro caso, es lo que conocemos como “calor”. Las moléculas más “calientes” son las que se mueven más rápido y por eso pueden escapar del líquido; las que van quedando atrás son más lentas y frías.

En condiciones de equilibrio, alrededor de la superficie líquida, se acumula una gran cantidad de moléculas en movimiento rápido formando vapor, algunas de ellas chocan con la superficie de nuevo, pierden velocidad y se reincorporan al líquido. Cuando escapan tantas moléculas como se reincorporan, se produce un equilibrio y la temperatura del agua se mantiene constante. Ahora bien, si una pequeña ráfaga de aire arrastra el vapor, nuevas moléculas escaparán del líquido y éste se enfriará.

La superficie del botijo, favorece ese proceso. Suda, es decir se empapa de agua, una parte de ella se evapora y al hacerlo va robando calor al agua líquida de la superficie. En un ambiente estanco, la superficie del botijo quedaría envuelta en una nube de vapor y se alcanzaría el equilibrio. Ahora bien, si ponemos el botijo en una corriente de aire, una pequeña brisa basta para arrastrar el vapor que rodea a la vasija provocando que nuevas moléculas escapen del líquido que empapa la superficie y vengan a ocupar el lugar dejado por el vapor. En el proceso se va perdiendo agua líquida, que es reemplazada por la que se cuela por los poros. Así pues, mientras tenga agua, el botijo no deja de sudar. De esa manera, la superficie del botijo situado en una pequeña corriente de aire se irá enfriando y robando calor al agua que queda en el interior.

Ahora bien, no siempre sucede de la misma manera porque hay circunstancias ambientales en las que el mecanismo de enfriamiento del botijo funciona mejor que en otras. Hemos dicho que las moléculas escapan de la superficie sudorosa del botijo, pero imaginen ustedes que el ambiente exterior está cargado de humedad, aquellos que viven en un ambiente húmedo y caluroso saben muy bien lo asfixiante que puede llegar a ser. El exceso de humedad ambiental hace que se alcance con facilidad el equilibrio en la superficie del botijo, se detiene la evaporación neta y el agua no se enfría o lo hace muy poco.

Así pues, hace falta otro factor para que el botijo enfríe: el aire del ambiente debe ser muy seco. Ésta es la razón por la que el botijo funciona bien en verano en las regiones donde la temperatura sube y el ambiente es muy seco, pero mal en las regiones húmedas. A modo de ejemplo, si la temperatura ambiente es de 30 grados centígrados y la humedad relativa de un 30%, algo típico en regiones del centro de España en verano, un buen botijo puede bajar 10 grados centígrados la temperatura del agua. Naturalmente, el botijo sudará sólo por la superficie que está en contacto con el agua del interior, así pues, la cantidad de agua que contiene es fundamental y conviene ir rellenándolo a medida que se consume o se evapora. Otro factor es la forma de la vasija, cuanto más superficie de evaporación presente, mejor.

Así pues, aunque el frigorífico casi ha acabado con la tradición del botijo, yo sigo teniendo uno en casa y, en verano, echar un buen trago de agua fresca con él es una verdadera delicia.

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