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ERES MAS SIMPLE QUE EL MECANISMO DE UN BOTIJO   Leave a comment

¡Cuántas veces habremos escuchado estas palabras! Y, sin embargo, nunca nos hemos preguntado cómo puede ser este mecanismo, pese a que en mas de una ocasión nos hemos refrescado con él en las calurosas tardes de verano.
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Un botijo es una vasija de barro cocido que se usa para refrescar agua. Tiene una base redonda y un vientre abultado que se estrecha en la parte superior donde se encuentra asidero por el que se agarra el botijo. A un lado del asa se encuentra la boca por la que se procede al llenado mientras que en el lado opuesto se halla el pitorro o pitón por el que se desliza el chorro de agua al beber de él.

El funcionamiento del botijo es muy sencillo: se basa en la refrigeración por evaporación.

El botijo está hecho de un material muy poroso. El agua del interior se filtra por los poros de la arcilla y en contacto con el ambiente seco exterior característico del clima mediterráneo se evapora por esos minúsculos agujeritos. Pero para pasar al estado gaseoso el agua necesita energía (calor) y puede tomarla del ambiente, pero también del líquido que queda en el interior, bajando así su temperatura.

Este efecto podemos notarlo en diferentes situaciones: cuando se riegan las calles en verano para refrescar el ambiente, cuando nos ponemos una compresa mojada sobre la frente para disminuir la fiebre o cuando sudamos y al evaporarse el sudor refrigeramos nuestro cuerpo. Como ya sabemos el agua es un ávido consumidor de calor, por eso es agente refrigerante muy efectivo.

Gracias a sabercurioso.com

Pero nuestro conocimiento del botijo no termina aquí…¿sabéis que hay una ecuación matemática para calcular el mejor diseño de un botijo? Pues sí, así son las cosas…
Corría el año 1990 cuando Gabriel Pinto, profesor de Química en la Escuela Técnica Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid, se compró un botijo y se dispuso a tomar medidas en sus ratos libres del conocido efecto botijo. Su objetivo era construir un modelo matemático válido para cualquier tipo de botijo o recipiente cerámico poroso que relacionase sus características con su capacidad de enfriar el agua.

El dispositivo experimental constaba de un botijo clásico en el que se introdujeron 3,2 litros de agua a 39 ºC y este, a su vez, se mantuvo a esa misma temperatura en un horno de laboratorio, con una humedad relativa del 42%. Cada cierto tiempo, Pinto fue midiendo la masa del botijo (para determinar la masa de agua evaporada) así como la temperatura del agua. De esta manera, observó que en unas 7 horas el agua se había enfriado 15 ºC, alcanzando los 24 ºC. A partir de ese punto, el agua comenzaba a calentarse de nuevo, debido a que ya se había evaporado aproximadamente medio litro. Al cabo de tres días, las últimas gotas de agua que quedaban volvían a alcanzar la temperatura ambiente de 39 ºC.

A la par, Pinto desarrolló un modelo matemático, como hemos comentado, que iba ajustando gracias a los datos experimentales. Había considerado multitud de factores, sin embargo, había algo que seguía sin cuadrar: las ecuaciones le conferían al botijo una capacidad ilimitada para enfriar.

Entonces fue cuando apareció el otro protagonista de nuestra historia, José Ignacio Zubizarreta, también profesor de Química. Él fue el que dio con el detalle que faltaba en el modelo, algo que Pinto había pasado por alto: el calor de radiación que aporta el aire que se encuentra en el interior del recipiente. Con esta última consideración, los datos casaban a la perfección.

Así, en 1995, ambos profesores publicaron en la revista Chemical Engineering Education, vol. 29, de Estados Unidos, el artículo An ancient method for cooling water explained by means of mass and heat transfer. El resultado, de carácter pedagógico, fueron dos ecuaciones diferenciales que relacionaban todos los parámetros. El modelo seguido, una vez más, empieza como el famoso chiste de la vaca: supongamos que tenemos un botijo con geometría esférica… Y, por fin, las susodichas:

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Gracias a enchufados.es

Si quereis saber algo más acerca de las mejores arcillas para la construcción de uno, así como la evolucion histórica de los mismos, visitad el siguiente enlace:

http://www.tiempo.com/ram/1797/la-cermica-del-agua-y-su-relacin-con-la-aridez/

Ahora, tan sólo queda disfrutar!!!

Posted July 14, 2014 by sorgintzaile in Uncategorized

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