Refrigeración por evaporación para tener agua fresca sin gastar energía

Como ya se ha hecho en varias ocasiones, y hace mucho tiempo en el artículo sobre cómo refrigerar alimentos sin electricidad, hemos decidido ir un poco más a fondo con el tema.

En realidad, el sistema de refrigeración por evaporación rescata algo que la humanidad conoce desde hace siglos y en los tiempos que corren, estas tecnologías del pasado pueden transformarse en la salvación de nuestro futuro.

El barro, a lo largo de la historia a sido útil para cocinar, refrigerar y construir, pero en algún momentos dejamos de usar de manera extensiva esta materia tan ecológico fácil de encontrar y versátil.

Enfriamiento por evaporación

Desde la prehistoria el ser humano ha utilizado el barro para fabricar vasijas de todo tipo, cántaros, vasos, ollas, botijos y más, destinados, entre otras cosas, a guardar el agua y los alimentos. El ejemplo del que vamos a tratar aquí es el botijo.

Según lo define el diccionario un botijo es “una vasija de barro poroso utilizada para refrescar agua”.

Cómo funciona el botijo

Su funcionamiento del botijo de barro es sencillo: el agua se filtra por los poros de la arcilla y en contacto con el ambiente exterior se evapora, produciendo un enfriamiento. 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 gas.

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 la temperatura.

La teoría cinética nos permite interpretar también el fenómeno de refrigeración por evaporación desde el punto de vista microscópico o molecular.

Así, nos encontramos que las partículas de un sólido, líquido o gas se están moviendo o agitando continuamente. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas, mayor velocidad de éstas implica mayor temperatura y viceversa.

En un líquido las partículas se mueven deslizándose unas sobre otras, las más veloces se acercan a la superficie libre del líquido y si tienen energía suficiente pueden escapar de él, produciéndose la evaporación.

Este cambio de estado (líquido —> vapor) provoca un enfriamiento del sistema, ya que precisamente desaparecen las partículas más energéticas.

Este efecto podemos notarlo en diferentes situaciones: en verano cuando se riegan las calles para refrescar el ambiente, cuando nos ponemos una compresa de alcohol para disminuir la fiebre, cuando sudamos y al evaporarse el sudor refrigeramos nuestro cuerpo, etcétera.

¿Qué ocurre en un botijo?

Como decíamos al principio, en un botijo el proceso de evaporación se ve favorecido por el hecho de que el barro es poroso y parte del agua se filtra a través de él.

El grado de enfriamiento depende de varios factores, fundamentalmente del agua que contenga el botijo y de las condiciones ambientales. Si la temperatura ambiente es elevada, el proceso de evaporación será más rápido, no así el proceso de enfriamiento.

Si el ambiente es muy húmedo la evaporación se ve dificultada y el botijo no enfriará. En condiciones favorables se puede conseguir una disminución de temperatura de unos 10ºC.

También las cantimploras enfrían

Las cantimploras metálicas forradas con una tela de fieltro tienen el mismo fundamento: se moja la tela para que al evaporarse el agua que queda en ella se refresque el agua del interior.

Más aplicaciones del efecto botijo

Aunque el sistema de refrigeración por evaporación es muy antiguo y 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.

De hecho la Fundación Rolex concedió uno de sus premios del año 2000 a Mohammed Bah Abba por construir una doble vasija de barro para conservar alimentos perecederos.

El sistema consta de dos vasijas, de distinto diámetro, incluida una en la otra. El espacio que media entre ambas, se rellena con arena, que debe mantenerse constantemente empapada para asegurar la humidificación de sus paredes. Las frutas, hortalizas y demás alimentos se colocan en la vasija interior.

La explicación física del proceso de refrigeración es sencilla: el agua contenida en la arena que separa ambas vasijas se evapora hacia la parte exterior de la vasija mayor, ventilada por la circulación del aire seco exterior.

El proceso de evaporación comporta una reducción de varios grados de la temperatura de la arena, lo que enfría la vasija interior, retarda la reproducción de los agentes de la descomposición y conserva los alimentos.

Gracias a este sencillo método, la conservación de berenjenas, por ejemplo, pasó de 3 a 27 días y la de tomates y pimientos, a tres o más semanas.

Máquinas frigoríficas

El proceso es igual que el que ocurre en una máquina frigorífica, es decir, extraer el calor de un foco frío para cederlo a otro más caliente.

Como este proceso resulta imposible realizarlo espontáneamente, la máquina necesita de un aporte exterior de energía, en el caso que nos ocupa es la energía del sol la que aporta a las partículas ese empuje que necesitan para separarse, que el agua se evapore, y extraer calor de la parte fría.

Podríamos decir que el humilde botijo y vasijas similares son una especie de “frigoríficos sin cable”, baratos, no contaminantes y puede que con un gran futuro.

La nevera del desierto: desarrollada por Mohammed Bah Abba, consiste en un recipiente de arcilla, dentro de otro: hay en medio una capa de arena que siempre está mojada, el recipiente interior debe cubrirse con un paño húmedo. Las verduras duran semanas así, funciona por el mismo principio que el botijo.

La explicación física del proceso de refrigeración es sencilla: el agua contenida en la arena que separa ambas vasijas se evapora hacia la parte exterior de la vasija mayor, ventilada por la circulación del aire seco exterior. El proceso de evaporación comporta una reducción de varios grados de la temperatura de la arena, lo que enfría la vasija interior, retarda la reproducción de los agentes de la descomposición y conserva los alimentos.

En la India, un recinto rectangular de ladrillos húmedos se utiliza para preservar los alimentos del calor. El agua se filtra poco a poco a través de la porosidad de los ladrillos, la evaporación de la superficie mantiene toda la estructura fresca.

En Pundjab en la Universidad Agrícola de Ludhiana, recientemente se ha probado una versión mejorada de este sistema, que está más cerca del sistema de recipientes de arcilla, uno dentro de otro, que cualquier otro dispositivo. Utiliza doble pared de ladrillo, con arena húmeda entre ambas.La arena se mantiene húmeda, y toda la sala está cubierta con una alfombra húmeda.

Frutas y hortalizas en el interior de la cámara se mantienen a temperaturas inferiores a 20 ° C. 

La campaña botijos contra el cambio climático presenta una forma creativa de tener siempre a punto tu botijo, pero colgado del techo, suspendido en el aire. Ideal y práctico para cualquier persona, para chavales y para quien no disponga de mucha masa muscular.

Y como la idea principal es convertir tu botijo en estética decoración te proponemos que para desaciertos en el atino desde el pitorro a la boca y también para recoger la precipitación del excedente de la exudación, el agua caiga sobre la más hermosa de las macetas con la planta de interior que tengas a mano.

Proponemos un kit básico que consiste en:

• un gancho en cruz para techos o también una escuadra de brazo largo,

• un cordón elástico trenzado con hilo de poliéster de alta tenacidad de 6 mm de grueso 

• un mosquetón con gran abertura.

Paso a paso para colgar tu botijo de barro

Una orientación de colocación y proceso que proponemos es:

1. Elige el mejor lugar donde se pueda generar el proceso de exudación del botijo y que te quede perfecto para su utilización cotidiana, por ejemplo cerca de la cocina, en el comedor, en una galería sombreada o en un pasillo ventilado

2. Con un taladro con broca de 12 mm prepara un agujero profundo hasta llegar al espacio hueco de la bovedilla del forjado o bien elige una escuadra resistente que tenga un brazo mínimo de 30 cm para poderlo colocar en la pared vertical

Si dispones de vigas de acero o de madera, lo ideal es realizar un aro alrededor de ellas con un cordón

3. Prepara el cordón elástico (el material ideal es el empleado para el soporte de pancartas y si puedes, elige el color que mejor entone con el lugar).

Una medida media es aproximadamente 1 metro de largo, esto para techo con la altura habitual en pisos. En un extremo haz un nudo bucle con el mínimo aro posible e insértalo en el gancho que cuelga del techo

4. Es el momento de realizar la prueba de carga para el ajuste de la altura. Con el botijo lleno a tope y el mosquetón colocado en su asa debes buscar la altura óptima pasando un aro del cordón si atar por la parte superior del mosquetón, que será la más baja que tendrá el sistema.

Pero si en la vivienda conviven niños, la prioridad de altura es para ellos. Con el mínimo esfuerzo podrán inclinar el pitorro en dirección a la boca.

5. Una vez probada y decidida la altura de trabajo, es el momento de realizar otro nudo as de guía para cogerlo al mosquetón, este permitirá con su apertura amplia colocar y llevarse el botijo para las recargas de agua.

6. Luego es el momento de experimentar el gran valor que tiene la tensión del cordón, ideal es que con el mínimo esfuerzo todos los usuarios puedan llevarse a la altura de la boca el pitorro del eficiente botijo. Habrá momentos que te sorprenderás de las prestaciones del sistema.

7. Y por último y para darle el máximo valor estético y funcional a tu botijo contra el cambio climático colgado para la Tierra, sitúa la planta de interior con la que mejor vibres en la vertical del botijo.

8. Si tienes cualquier duda sobre el montaje, esta es una oportunidad para hablar con tu gente, y representará el gran valor que tienen los pequeños cambios que siempre son poderosos.