Uno de los objetivos principales de esta página web es el de fomentar la realización de experimentos relacionados con el funcionamiento del pot-in-pot, que engloba cuestiones muy interesantes de termodinámica, transferencia de calor y materia, cinética e, incluso, cuestiones de ciencia de materiales. Para ello, a continuación se proponen distintos experimentos.
En estos experimentos se puede emplear un dispositivo como el comentado en el apartado «Como crear tu pot-in-pot», pero también se pueden emplear otros diseños más simples, como puede ser un botijo o un tiesto lleno de agua y tapado.
Necesitarás al menos un termómetro (analógico o digital), aunque sería mejor disponer de dos para poder medir simultáneamente la temperatura interior y la exterior. Es también conveniente disponer de un medidor de humedad relativa. Habrá que intentar que las condiciones exteriores se mantengan constantes durante el experimento, por ejemplo, empleando una cámara climática. Si no se dispone de ello, se intentará que las condiciones exteriores varíen lo menos posible, por ejemplo, reduciendo la duración de los experimentos.
Un experimento típico puede ser medir la diferencia de temperaturas a lo largo de varios días en un pot-in-pot. En la siguiente figura se presentan resultados obtenidos por nosotros en un experimento llevado a cabo en Madrid, en julio de 2018, con una temperatura exterior que rondaba los 29 ºC y una humedad de 30 ± 5 %.
En esta gráfica se puede observar que la temperatura se mantuvo cerca de los 21 ºC, esto es un descenso de 8 ºC. Además, cabe destacar que este resultado se ajusta muy bien a las predicciones del modelo teórico recogido en el apartado «¿Cuánto enfría?», lo que indica la validez del modelo.
En el marco de este experimento resulta interesante medir la pérdida de masa por evaporación. En general se puede esperar que la velocidad de pérdida de masa sea constante mientras que el relleno del pot-in-pot esté convenientemente mojado y las condiciones exteriores se mantengan aproximadamente constantes.
Resulta también interesante medir la cinética de enfriamiento del sistema. Para ello es necesario medir la temperatura al menos cada 10-15 minutos durante unas 3 horas. El resultado obtenido en el experimento citado anteriormente se presenta en la siguiente figura.
En esta gráfica los puntos son los valores medidos experimentalmente y la línea es la predicción del modelo de enfriamiento del sistema pot-in-pot, que se presenta en el apartado «Tratamiento simplificado». En este modelo se predice que, si la velocidad de evaporación es constante, como se ha comprobado en otro experimento, la temperatura variará según la ecuación:
donde Teq es temperatura de equilibrio y τ es el tiempo de relajación. Esta ecuación predice que la temperatura interior descenderá exponencialmente hasta alcanzar la temperatura de equilibrio.
Se puede observar que el modelo predice con mucha exactitud lo que sucede a partir de la primera hora de experimento, mostrando la utilidad de este modelo. Sin embargo, en la primera hora el modelo no predice correctamente la temperatura, debido a que se trata de un período transitorio, hasta que la arcilla se empapa de agua y el sistema alcanza su régimen de funcionamiento normal.
Por supuesto, además de estos experimentos sugeridos, hay otros muchos que pueden realizarse, como pueden ser:
- Analizar la influencia del viento.
- Estudiar el efecto de la naturaleza del relleno, que puede ser diferentes tipos de arena o de tierra.
- Comprobar el efecto de aislar el recipiente interior.
- Replicar el experimento con diferentes tipos y tamaños de tiestos.
Pero, sin duda, uno de los principales objetivos de esta página web es animar a los lectores a que diseñen y realicen sus propios experimentos.