http://quim.iqi.etsii.upm.es/vidacotidiana/botijo.htm
Se ofrece información sobre la explicación del enfriamiento del agua contenido en los botijos y, en general, en cualquier otro recipiente de cerámica porosa.
Esta investigación se realizó con un carácter pedagógico, para facilitar el aprendizaje, a nivel universitario, de conceptos de una gran variedad de temas, como son balance de calor y de materia, termodinámica, ecuaciones diferenciales y métodos numéricos, con interés para alumnos de Ciencias e Ingenierías.
Los resultados se recogieron en la revista
Chemical Engineering Education, Vol. 29, pp. 96-99 (1995), publicada en Estados Unidos. Previamente, alcanzó cierta repercusión informativa en España al realizar un reportaje al respecto el periodista Antonio Jiménez (EL PAÍS, 24 de agosto de 1994).
Antecedentes:
En algunos libros de Física y Química se encuentran referencias al efecto térmico que experimenta el agua contenida en un botijo (o, en general, cualquier recipiente de cerámica porosa), como ejemplo de enfriamiento por evaporación. En otras palabras, el "funcionamiento" de un botijo se ha considerado bien entendido desde hace años: debido a la porosidad de la cerámica, se exuda agua, que al evaporarse toma el calor latente de vaporización del agua de su interior, consiguiendo que ésta se enfríe. La temperatura más baja a la que puede llegar el aire por evaporación del agua en su seno o temperatura del bulbo húmedo, determinará la temperatura mínima teórica a la que puede llegar el agua por evaporación
De esta manera, para que un botijo sea eficiente, requiere transpirar el agua y encontrarse
en un ambiente seco. Esta situación, característica del
clima mediterráneo, con
veranos secos, supone una cierta rareza climática ya que,
en el resto del mundo, con algunas excepciones, los veranos son húmedos y, en ellos, el botijo no tendría tanto sentido, porque el agua no se enfriaría. En la siguiente figura, se muestran en rojo las zonas donde el botijo tiene más sentido a nivel climático.
La propia definición del término botijo por el Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia lo describe como "vasija de barro poroso que se usa para refrescar agua".
De esta forma, el efecto cualitativo de enfriamiento del agua está bien comprendido.
Resultados experimentales:
En un botijo clásico se introdujeron
3,2 litros de agua a 39ºC y se sometió a un ambiente con esa misma temperatura y humedad relativa del 42%. Cada cierto tiempo se midió la masa total del botijo (para evaluar así la masa perdida por evaporación) y la temperatura del agua.
Se observó que,
en unas 7 horas el agua se enfría 15ºC, alcanzando los 24ºC. A partir de ese momento, el agua empieza a calentarse muy lentamente y, en la fase final, al cabo de tres días, la temperatura de las últimas gotas que quedan de agua es prácticamente la temperatura del ambiente.
Ecuaciones:
El modelo seguido, que se encontró válido para explicar los resultados experimentales, supone una
geometría esférica para el botijo, y se basa en procesos de transferencias de calor y masa bien conocidos.
El esquema del modelo seguido es el siguiente:
