Aunque a veces se dice que “eres más simple que el mecanismo de un botijo”, seguro que pocos lectores saben por qué enfría el agua un botijo
CAYETANO GUTIÉRREZ PÉREZ.
Catedrático de Física y Química, divulgador científico, escritor, y conferenciante. (disfrutalaciencia@ono.com, @disfrutalacienc)
Las olas de calor serán cada verano más frecuentes, como consecuencia del cambio climático, que aumenta en intensidad y frecuencia los fenómenos meteorológicos, pero ¿qué sucedería si no dispusiéramos de un buen frigorífico para enfriar nuestras bebidas en plena ola de calor? Aquí les vamos a desvelar cuatro formas diferentes de conseguirlo, a cuál de ellas más simple, pero no por ello menos efectiva, pues todas dan un buen resultado para enfriar las bebidas, aunque la última de las medidas es la campeona, por su rapidez de enfriamiento.
• ¿Por qué enfría el agua un botijo?
Aunque a veces se dice que “eres más simple que el mecanismo de un botijo”, seguro que pocos lectores saben por qué enfría el agua un botijo. La clave está en que los botijos están hechos de barro arcilloso que proporciona a las paredes una cierta porosidad. A través de estos poros, se filtra el agua de su interior (se dice que el botijo suda) y, una vez en contacto con el medio ambiente, se evapora. Para ello, necesita un aporte de energía, una parte del calor la suministra el entorno, pero al no ser suficiente, lo toma de la propia agua del botijo, enfriándola.
Imagen de la web: http://www.marioortega.org/2012/05/
El grado de enfriamiento dependerá de varios factores: volumen de agua del botijo, condiciones ambientales, y, sobre todo, la temperatura exterior. Cuando mayor sea ésta, más rápida es la evaporación, pero no el proceso de enfriamiento, llegando a enfriar el agua hasta 8 °C.
• ¿Cómo enfriaría una botella de agua, si no dispone de hielo, ni frigorífico?
Imagínese que nos vamos a pasar un día al campo, y lo preparamos todo con mucho cariño, para que todo salga perfecto, sin embargo se nos olvida el hielo. Pero casualmente, uno de los miembros de la familia ha leído este artículo, y sabe cómo enfriar las bebidas sin necesidad de hielo. Para ello, coloca un paño mojado con agua alrededor de la botella o refresco, y, como el agua se evaporará y para evaporarse necesita energía, ésta la toma de donde la tiene más a mano, es decir, de la botella o refresco que envuelve el paño, con lo cual al evaporarse el agua del paño enfría la botella o refresco, varios grados (de 3 a 4 °C), suficientes para que resulte agradable tomarla. También valdrían unas servilletas de papel.
• ¿Dónde se deben colocar las latas de refrescos, en una nevera portátil, debajo o encima del hielo, para que se enfríen antes?
Hay que colocar el hielo sobre las latas de refresco, debido a que, como las sustancias frías son más densas que las calientes, al colocar el hielo, las capas superiores del líquido de las latas, que están junto al hielo, se enfrían y se hacen más densas, con lo que descienden, ocupando así su puesto otras porciones de líquido más templado, las cuales son enfriadas por el hielo y descienden. Al cabo de un cierto tiempo, todo el refresco que hay en la lata habrá pasado junto al hielo y se habrá enfriado. Por el contrario, si se ponen las latas encima del hielo, la primera capa se enfría y se hace más densa, pero permanece en el mismo lugar y no cede su puesto a otras porciones, que siguen estando templadas y en la parte alta de la lata.
• ¿Por qué para enfriar unas bebidas rápidamente se hace una mezcla de hielo con sal?
Imaginemos que se nos presenta la oportunidad de hacer una pequeña fiesta y nos encontramos con el problema de que nuestras bebidas no están frías. Pues bien, para resolverlo, recurrimos a la ciencia, comprobando una vez más lo útil que resulta.
Al añadir la sal a los cubitos de hielo, se descongelarán originando una disolución, cuya temperatura será la del hielo, unos -20 °C, la cual irá disminuyendo, más o menos rápidamente, en función de la temperatura ambiente. Si no le hubiésemos añadido sal, los cubitos se irían fundiendo poco a poco, manteniendo la temperatura de 0 ºC mientras quedase un trocito de hielo.
Consecuentemente, las bebidas se enfriarán antes, al añadirle al hielo sal, porque al convertirse el hielo y la sal en una disolución (mezcla frigorífica), a temperatura muy baja, la disolución líquida obtenida puede envolver mejor todas las bebidas y enfriarlas mucho más rápidamente que si se tratase de hielo solo, que no podría envolver tan perfectamente como la disolución líquida, dichas bebidas. Con una mezcla de hielo y sal al 20 % en peso (de 100 g de mezcla, 80 son de hielo y 20 de sal), se puede conseguir una temperatura de unos 20 °C bajo cero, aunque la mínima temperatura que se puede obtener con hielo y sal es de -22 °C (temperatura eutéctica). El tiempo que tardan en enfriarse es muy brreve, desde un par de minutos para una sola lata de refresco, hasta 5 a 10 minutos para varias latas y/o botellas. Vamos, el tiempo justo de poner algunas tapitas para picar e ir conversando.
Les aconsejo ver el vídeo: http://www.elconfidencial.com/alma-corazon-vida/2014-12-21/como-enfriar-rapidamente-la-bebida_598403/.
Hemos visto, una vez más, que la ciencia permite disfrutar y divertirse aprendiendo, desarrollar la imaginación y la creatividad, y proporcionar conocimientos y estrategias útiles para nuestra vida cotidiana.
Como decía Isaac Asimov “No es necesario ser un investigador para encontrar placer en la ciencia”. En este sentido, si alguien piensa que la ciencia es aburrida y monótona, comete un gran error. Por el contrario, tal y como pretendo poner de manifiesto con mi proyecto “Disfruta la Ciencia”, ésta permite disfrutar y divertirse aprendiendo, desarrollar la imaginación y la creatividad, y proporcionar conocimientos y estrategias útiles para nuestra vida cotidiana.
Las curiosas e interesantes preguntas que aparecen en este artículo forman parte de las más de 150 preguntas sobre frío y calor que desarrollaré en mi próximo libro “Frío y calor, dos caras de una misma moneda”, que se publicará el próximo otoño. Y como el resto de mis publicaciones, será un libro divulgativo, muy versátil (apto para todos los públicos, independientemente de su formación académica y edad), y de gran ayuda para los profesores de ciencias como material curricular, tanto de Primaria, como Secundaria, para hacer más atractiva su asignatura. Entre otras preguntas, el próximo libro planteará estas cuestiones:
•¿Por qué las personas de raza negra tienen el pelo rizado?
•¿Por qué los perros no sudan?
•¿Por qué se derrama la leche al hervir?
•¿Dónde se descongelará antes una barra de pan: sobre una tabla de madera o sobre una plancha metálica?
•¿Por qué las cebras tienen rayas blancas y negras?
•¿Por qué los elefantes tienen las orejas tan grandes?
Algunas referencias bibliográficas:
•Gutiérrez Pérez, C. (2007). “Fisiquotidianía, la física de la vida cotidiana”, 2ª Edición, Edita Academia de Ciencias de la Región de Murcia. Murcia.
•Gutiérrez Pérez, C. (2011). “La ciencia en la vida cotidiana”. Revista “Cuadernos de Pedagogía” (Nº 408, Enero-2011). Pág. 38 a 40.
•Perelmán, Y. (1983). Física recreativa, Mir, Moscú.
•Senent, F. y Aguilar, J. (1968). “La Física tiene la respuesta”, Saber, Valencia.
•Walker, J. (1979). “La feria ambulante de la Física”, Limusa, México.
