Retomamos nuestros artículos de análisis con un producto que seguramente habrás usado alguna que otra vez o al menos habrás visto: se trata del botijo. Es un recipiente clásico que siempre ha sido considerado por su virtud para mantener el agua fría o incluso enfriarla.
Sin embargo, detrás de la historia del botijo hay toda una investigación química y matemática que ayuda a entender el funcionamiento de este recipiente que siendo algo tan natural acaba siendo tan sofisticado. Es lo que se ha venido conociendo como la ecuación del botijo.
Cómo surge la ecuación del Botijo
Hace ya más de 30 años dos profesores de Química de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) elaboraron un modelo matemático para explicar el funcionamiento del botijo y cómo el agua se mantenía fría en su interior.
Se trata de una obra de ingeniería que aún hoy en día nos sorprende por la simplicidad del hecho en sí y lo complejo de las fórmulas o ecuaciones que lo describen. Para explicar cómo enfría el agua un botijo había que decidir previamente si realmente el botijo enfría el agua o solo la mantiene fresca.
La teoría partía de la base de que cuando en un ambiente seco se introduce agua en un recipiente cerámico el efecto térmico ejerce la función de enfriar el contenido debido a la evaporación a través de sus poros.
Lo que desarrollaron estos profesores fue una cuantificación de la capacidad de enfriamiento de los botijos. Uno de los profesores llamado Gabriel Pinto decidió hacer investigaciones de prueba y error para comprobar la capacidad de enfriamiento. Los primeros experimentos consistían en llenar un botijo de agua, ponerle un termómetro e introducirlo en una estufa.
Se sometió el botijo a una temperatura constante de 39 grados en un entorno con poca humedad en torno al 42 %. Realizó mediciones constantes de la masa del botijo y la temperatura del agua y pudo comprobar que al cabo de siete horas se había enfriado el agua del botijo en 15 grados. Superadas las 7 horas, se producía un aumento en la temperatura del agua.
A pesar de todo algo fallaba en los cálculos realizados por Pinto. Más tarde sería otro profesor llamado José Ignacio Zubizarreta quién acabaría descubriendo la clave de este mecanismo. Este segundo profesor procedía de la rama de química y tenía un amplio conocimiento de termodinámica.
Sería este profesor quién averiguaría la clave de este sofisticado mecanismo. No se había considerado una variable que era la temperatura del bulbo húmedo. Este bulbo húmedo marca el máximo enfriamiento que puede sufrir un liquido mediante evaporación.
Finalmente, las fórmulas obtenidas por estos profesores sobre el funcionamiento del botijo eran tan complejas de calcular que solo en niveles ya avanzados de ingeniería química se podrían abordar. Se trataba de dos ecuaciones diferenciales que miden la capacidad de enfriamiento del botijo.
Sería en la revista americana de Chemical Engineering Education donde se acabaría publicando este descubrimiento en 1995. Ahora ya no tendrás dudas sobre cómo funciona un botijo y por qué se ha tratado de un tema tan discutido y tratado en los principales libros de química e ingeniería.
