Centro de Resiliencia de Aranjuez

Análisis y recursos eco-sociales de adaptación para la transición del siglo XXI

El efecto botijo: la refrigeración por evaporación


Apreciados lectores,

“Eres más simple que el mecanismo de un botijo”, esta es una de las expresiones más coloquiales, utilizadas para resaltar de forma exagerada la cualidad de tal persona en este caso da cuenta de la “simpleza”, pero pocas veces nos paramos a pensar que tal “simpleza”, la del botijo, es uno de los mayores ingenios de tecnología natural, por su eficacia, su eficiencia y sus aplicaciones.

Un botijo, es una vasija de barro poroso que se utiliza para refrigerar el agua, tiene una base redonda y un vientre abultado que se estrecha hacia la parte superior donde se encuentra el asidero para cogerlo, la boca para el relleno de agua de la vasija y, el pitón o pitorro por donde se desliza el chorro de agua que nos calma la sed.

Este dispositivo representa una de las obras de ingeniería natural, más simple y efectiva, que el hombre haya podido desarrollar ya que, sin ningún tipo de aporte energético, es capaz de enfriar el líquido que se encuentra en su interior.

“La simplicidad, es la máxima sotisficación”

Leonardo Da Vinci

Para que os hagáis una idea, si dejamos un botijo en un lugar con Tª ambiente de unos 30º C, es capaz de enfriar el agua de su interior hasta en 10º C, respecto a la Tª ambiente, como característica de su eco-eficacia. Además es capaz de disminuir estos 10º C en menos de una hora, como característica de su eco-eficiencia.

Los primeros recipientes que se usaron para hacer funciones parecidas a las del botijo, datan de la Prehistoria, se cree que el hombre del Neolítico ya lo hacía. Los primeros botijos fueron huevos de avestruz para las personas mayores, los huevos de codorniz para los niños y los huevos de pájaro para los bebés. Para distinguir unos de otros, los pintaban a su gusto con la sangre de los animales que cazaban.

La historia del botijo se remonta a las antiguas culturas mesopotámicas, donde se encontraron los primeros restos de recipientes con formas similares a los actuales. Los periodos de su máximo esplendor fueron la Edad del Bronce en el Mediterráneo y la Grecia helenística en donde se utilizó como artículo ornamental. Su decadencia se inicia en la segunda mitad del siglo XX, con la llegada de la electricidad y la aparición masiva de los sistemas frigoríficos domésticos. En España, donde su uso ha sido tradicional, sobre todo en la zona sur de la peníncula, se sigue manteniendo como elemento ornamental.

El origen del término botijo, 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.

Foto: http://www.artelista.com (Joan Mercadel)

El barro, a lo largo de la historia del hombre, ha sido un recurso natural clave para la confección de sistemas de protección, viviendas y para la elaboración de utensilios y herramientas con las que cocinar y conservar, los alimentos y el agua.

Se utiliza barro porque el funcionamiento del botijo se basa en la porosidad de su superficie. La superficie del barro, presenta poros o micro-agüjeros, por lo que el agua del interior puede salir al exterior por esa superficie. Este efecto se conoce normalmente como sudar, ya que literalmente parece que el botijo suda el agua de su interior y se enfría. La clave del enfriamiento está en la evaporación del agua.

Refrigeración por evaporación

El proceso es muy simple, cuando el agua se evapora necesita energía para que se produzca el cambio de estado de líquido a vapor de agua. Esa energía puede tomarla del ambiente, pero también del propio sistema (el agua). Así cuando se evapora una parte de agua extrae energía del sistema y el agua remanente, por tanto, disminuye en su Tª.

¿Y por qué se enfría el agua de un botijo? ¿sólo por tener una superficie porosa? Lo primero que tenemos que tener en mente es que cuando un líquido se encuentra caliente tiene cierta energia, es decir, sus moléculas se mueven de un lado a otro. Cuanta más energía cinética tiene un líquido, más se desplazarán sus moleculas, más chocarán unas con otras y más caliente estará el líquido. Cuando introducimos agua caliente en un botijo, las moléculas de agua se desplazan, unas sobre otras, en todas las direcciones, tanto en la parte inferior  como en la superficie. En concreto, en la superficie existen moléculas que están en contacto con otras moléculas, a su alrededor y con moleculas de aire situadas encima. Al ser golpeada por moléculas vecinas, una molécula que se encuentre en la superficie puede saltar hacia arriba y mezclarse con el aire, formándose una fina nube de vapor de agua en torno a la superficie.

Esta molécula “que se ha escapado” consigue que haya menos energía en el agua, se la ha llevado consigo, por lo que la energía total del conjunto disminuye. Este es el proceso por el cual una molécula de agua salta al aire circundante, convirtiéndose en vapor de agua.

Llegado a este nivel molecular, nos podríamos preguntar: ¿No podría ese vapor de agua volver a la superficie del líquido y calentarlo, como un proceso reversible? Si dejásemos el botijo en una habitación hermética cerrada, el vapor de agua formado por las moléculas que se han escapado llegarían a un equilibrio de líquido-vapor y el líquido no continuaría enfriándose. Tendríamos que ventilar la habitación y secar ese vapor de agua, es por ello que debe existir una corriente de aire seco en el exterior que se lleve ese vapor de agua de la superficie exterior del botijo.

Así el grado de enfriamiento depende de varios factores fundamentalmente, del agua que contenga el botijo y de las condiciones ambientales. Si la Tª ambiente es elevada, el proceso de evaporación es rápido y el proceso de enfriamiento también. Si las condiciones ambientales son húmedas, la evaporación se ve dificultada y el botijo no enfriará lo suficente el agua. En condiciones favorables se puede conseguir una disminución de temperatura de hasta 13ºC.

Más aplicaciones del efecto botijo

Aunque el sistema de refrigeración por evaporación es conocido desde la antiguedad, hoy en día y sobre todo en los países industrializados, se ha quedado más que en el olvido y los botijos como adorno de tiempos pasados. En países maltratados por el reparto desigual de Occidente, de clima cálido, haciendo uso de enorme sabiduría, de su imaginación, de su búsqueda de una necesidad imperiosa la alimentación, este efecto se utiliza, no solamente para refrigerar agua, sino tambien para conservar alimentos. parece que ha perdido su utilidad frente a los modernos frigoríficos, en países en vías de desarrollo, de clima árido y que no disponen de electricidad tiene su importancia. Así fué como el profesor nigeriano Mohammed Bah Abba “desarrolló el sistema de conservación/refrigeración con vasijas”, su ingenio, basado en el “efecto botijo”, no requiere de suplemento de energía externa para preservar la fruta, verdura y otros alimentos perecederos en climas cálidos y áridos. Este sistema de refrigeración, una especie de “nevera del desierto”, ayuda a los agricultores con su subsistencia reduciendo el deterioro y desaprovechamiento de comida, y así incrementar sus ingresos y limitar los riesgos de salud derivados de la comida en mal estado. Abba dice que lo desarrolló “para ayudar a los pobres campesinos de una manera rentable, participativa y sostenible”.

La nevera del desierto: consiste en dos vasijas de barro de diferentes diámetros, una dentro de la otra. El espacio entre ambas se rellena con arena mojada que se mantiene siempre húmeda, de modo que se mantienen también húmedas ambas vasijas. Frutas, verduras, y otros artículos como refrescos se meten en la vasija interior, la cual se cubre con un paño empapado. El fenómeno ocurrido se basa en un sencillo principio físico: el agua contenida en la arena entre las dos vasijas se evapora hacia la superficie exterior de la vasija más grande, donde circula el aire exterior seco. Debido a las leyes de la termodinámica, el proceso de evaporación provoca un descenso de la temperatura de varios grados, enfriando el recipiente interno, destruyendo microorganismos dañinos y conservando en su interior los alimentos perecederos.

La ciudad de Qina en el Alto Egipto es célebre por sus vasijas refrigerantes de arcilla porosa – una tradición desde hace más de tres milenios.

En Burkina Faso, los tarros tradicionales de la gente de Jula son a veces sumergidos en agua antes de colocar el género en ellos, de modo que permanece frío por la  evaporación. El diseño de tarro único es parecido al de las vasijas, pero menos eficiente.

En la India, los vendedores ambulantes a menudo enfrían frutas o bebidas para sus consumidores colgando bolsas con el producto dentro de un contenedor de arcilla.

También en la India, se utiliza un recinto rectangular de ladrillos húmedos para preservar los comestibles del calor. El agua se filtra lentamente
a través de los ladrillos porosos, evaporándose en la superficie y manteniendo fría toda la estructura.

La Universidad Agrícola de Panyab, en Ludhiana, recientemente ha probado una versión mejorada de este sistema, que es más parecido al sistema de vasijas que ningún otro artilugio. Se emplean paredes de dos capas de ladrillos, con arena húmeda entre ellas. La arena se mantiene húmeda, y toda la cámara se cubre con una estera mojada. Las frutas y verduras del interior de la cámara se conservan a temperaturas por debajo de 20º C.

En España, como no podía ser de otra forma  para mal o para bien, es precisamente en el sector del ladrillo donde ha llegado el “efecto botijo” como solución “tecnológica” a la casa del futuro denominada Casa Patio 2.12 que el equipo Andalucia Team, propone para un nuevo concepto de vivienda modelar autosostenible. La propuesta del “efecto botijo” consiste en recubrir la pared exterior con una cámara de cerámica, que en su interior incorpora unos canales que conducen un riego por goteo. Como si de un botijo gigante se tratara, agua y cerámica enfrían la casa en verano y, sin agua, en invierno la cerámica conserva el calor.

Un elemento tan primitivo como el Botijo, una tecnología tan simple como el “efecto botijo”, puede ser una clara respuesta individual al cambio climático. En próximas situaciones de consecuencias climáticas más cálidas, puede ser una clara opción de superviviencia, simple, efectiva y eficiente, y sencillamente bella.

Saludos. F.V.I.

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Esta entrada fue publicada en septiembre 20, 2012 por en Energía, Tecnología y etiquetada con , .

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