¿Cómo enfría un botijo el agua?

Si nos paramos a pensar en los objetos que caracterizan a los españoles, uno de los primeros que nos vendrá a la mente será el botijo. Un recipiente utilizado en nuestro país desde hace siglos que ha ayudado a nuestro pueblo a refrescarse cuando no existía una fuente de agua potable fresca cerca. Pero, ¿cómo funciona?

Para dar respuesta a esta pregunta Gabriel Pinto y José Ignacio Zubizarreta, en ese momento profesores de la Escuela de Ingeniería Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), se pararon a pensar y trataron de descubrir la fórmula que explicaba dicho efecto refrescante. Su repercusión en la ciencia fue tal, que en 1995 se publicaron sus hallazgos en un artículo de la revista estadounidense “Chemical Engineering Education”.

¿Qué es un botijo?

Un botijo es un recipiente utilizado durante siglos, principalmente en España, para enfriar el agua. Este objeto a base de arcilla, o cerámica, que no ha sido cocida hasta el punto de vitrificación es, por lo tanto, ligeramente poroso y más grueso que el gres o porcelana. Fue desarrollado por las civilizaciones antiguas cuando descubrieron que la arcilla podía mezclarse con agua, moldearse, secarse y ponerse al fuego para que se endurezca.

Con la llegada de la refrigeración, el uso de este tipo de objetos ha disminuido, aunque todavía es utilizado por algunos segmentos de sociedad, como agricultores y albañiles que a menudo no disponen de una fuente de agua potable fresca cerca.

¿Cómo enfría el agua?

Una respuesta básica podría ser que el material cerámico poroso contiene espacios de “aire muerto” que tienen una conductividad térmica muy baja. Por otro lado, el agua exuda por los poros y se evapora en el aire, y la energía requerida para sostener la evaporación (por ejemplo, el calor latente de vaporización del agua) debe provenir de la energía interna del líquido, que luego debe experimentar una reducción de temperatura. Sin embargo, esta respuesta solo abarca el enfoque cualitativo de la cuestión. Para dar una respuesta más cuantitativa, José Ignacio Zubizarreta y Gabriel Pinto, realizaron el siguiente experimento:

El experimento

Se realizó un día veraniego dentro de un horno a 39.0°C para poder mantener la temperatura exterior constante. La humedad relativa medida en el laboratorio fue de un 42% y la temperatura era de 27,5°C. “Vertimos 3.161 kg de agua a 39.0°C en el botijo (colocado previamente en el horno), sumergido en él un largo termómetro con una precisión de 0.1°C. Tras un periodo determinado de tiempo, medimos la pérdida de masa de agua (debido a la evaporación) sacando todo el frasco del horno y pesándolo (con una precisión de 1 g) periódicamente”, explicaron los investigadores, a lo que añadieron: “Observamos que la temperatura del agua descendía rápidamente (en unas siete horas) a unos 24°C, con una pérdida de masa de unos 400 g. Aproximadamente tres días después, después de un aumento en la temperatura del agua, lenta al principio y abrupta al final, el agua se evaporó por completo, llegando a una temperatura final de alrededor de 39°C”.

Cabe señalar que, gracias a tal experimento, ambos investigadores fueron capaces de diseñar una fórmula que explicaba el efecto refrescante del agua en el interior de un botijo y que revolucionó el ámbito de la ciencia en la década de los noventa. Tanto es así que ha sido utilizada en varios estudios posteriores, uno de los más destacados fue el de Carla Ortiz, una española que estudió el mecanismo de una vasija similar llamada “pot in pot”, utiliza en África para conservar las verduras.