El secreto del mecanismo del botijo

¿Por qué enfría el agua un 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. Lo sorprendente del botijo es que refresca el agua incluso bajo el sol. Y ahora podemos preguntarnos, ¿cómo lo hace?

Su origen está en la Mesopotamia de hace 5.500 años y el más antiguo en España data de algo más de 3.500 años.

Botijo con recipiente para la sudoración.

En realidad todo se debe a las leyes de la física. Lo que hace un botijo es absorber el calor de evaporación del agua, lo que causa que el agua vaya poco a poco perdiendo temperatura (el mismo proceso físico que emplea nuestro cuerpo para refrescarse a través de la sudoración) Claro, este mecanismo no funciona en sitios con mucha humedad, porque la evaporación es mínima. Y el motivo de que casi todos sean blancos o claros, es para absorber menos radiación solar.

Fue la nevera quien convirtió al botijo en una reliquia del pasado, testigo mudo de aquellos sufridos tiempos en los que asistió a peones y labradores bajo el sol abrasador. En las casas también ayudaba, claro, pero como muestra de la constante mejoría en la refrigeración doméstica del agua tenemos todos esos antiguos «botijos» esmaltados o de cristal que a partir del siglo XVIII adornaron las mesas de los ricos.

La evaporación del agua a través de un material poroso permite construir recipientes refrigeradores sencillos y eficaces.

Un botijo es un recipiente utilizado durante siglos, principalmente en España, cuyo objetivo es almacenar agua, enfriarla y mantenerla fresca, hasta 10º C por debajo de la temperatura ambiente, invirtiendo un tiempo en este proceso de aproximadamente 1 hora.

El origen de este término se remonta a los romanos, que lo denominaban “buttis”. Actualmente suele recibir diferentes nombres en función de la localidad: en Andalucía se conoce como “búcaro”, en Cataluña como “càntir”, etc.

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.

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 llenar el botijo, podrá escapar una pequeña cantidad de agua.

En un ambiente cálido y seco, cuando llenamos un botijo de agua, una pequeña parte de ella se va filtrando a través de los poros de la arcilla y emprende un camino hacia el exterior, extrayendo en ese proceso parte de la energía térmica o calor del agua que queda dentro.

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 porque se ha pintado o barnizado el exterior, el botijo no sudará y tampoco enfriará el agua, sólo servirá de adorno.

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.

Tecnología simple, pero útil: 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.

No obstante, 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. Como sabemos las moléculas escapan de la superficie sudorosa del botijo, pero imaginémonos que el ambiente exterior está cargado de humedad (aquellos que vivimos en un ambiente húmedo y caluroso sabemos 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, como he dicho anteriormente, 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.

Dos profesores de Química de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) desarrollaron un modelo matemático para explicar su funcionamiento.

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 3.161 gramos 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 15ºC. 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, y como ya he dicho anteriormente, la clave está en la evaporación del agua que impregna el barro poroso. Esta agua exudada a través del barro extrae parte de la energía térmica del agua almacenada, provocando su enfriamiento.

Así pues, y aunque el frigorífico casi ha acabado con la tradición del botijo, y encontrándose apartado del uso cotidiano, hoy es objeto querido por coleccionistas, yo voy a instalar uno en mi huerto y, en verano, echar un buen trago de agua fresca con él. ¡¡¡ Espero sea una verdadera delicia !!!

Frase del día:

“ Cuando ya no me indigne habré empezado a envejecer. ”