El prototipo del nuevo dispositivo de desalinización impulsado por energía solar se encuentra encima del MIT. Imagen: por cortesía de los investigadores.
Las comunidades costeras con mucho sol pronto pueden tener abundante agua dulce sin necesidad de electricidad.
Un equipo internacional de científicos ha desarrollado una forma barata de proporcionar agua dulce a las comunidades sedientas haciendo que el agua de mar sea potable sin usar electricidad.
Mientras el sol brille, dicen, su dispositivo producirá suficiente agua potable de alta calidad para cubrir las necesidades de una familia, a un costo de alrededor de US $ 100 (£ 77).
Los científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), EE. UU. Y la Universidad Jiao Tong de Shanghai, China, creen que su onda cerebral ofrece una solución simple para las islas sedientas y las zonas costeras áridas que carecen de un suministro de electricidad confiable pero tienen acceso al agua de mar. Incluso podría ayudar a prevenir algunas de las migraciones masivas esperadas con el cambio climático.
Los investigadores informan su trabajo en la revista Energía y Ciencias Ambientales. Probar su prototipo en un techo en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, produjeron más de 1.5 galones de agua potable fresca cada hora por cada metro cuadrado de área de recolección solar.
Su dispositivo tiene forma de cubo, con múltiples capas de evaporadores solares y condensadores apilados uno encima del otro, rematados con una capa de aislamiento transparente. Esencialmente es una capa múltiple todavía solar, similar a los utilizados durante siglos para hacer licor fuerte y hoy en día en muchas aplicaciones.
“Este nuevo enfoque es muy significativo. Uno de los desafíos en la desalinización solar a base de alambique ha sido la baja eficiencia. Esta mayor eficiencia tendrá un impacto general en la reducción del costo del agua producida "
Un solar todavía utiliza paneles planos para absorber el calor que luego transfiere a una capa de agua, que comienza a evaporarse. El vapor se condensa en el siguiente panel y el agua se recoge, mientras que el calor de la condensación de vapor se pasa a la capa superior.
Cada vez que el vapor se condensa en una superficie, libera calor; En los sistemas de condensadores típicos, ese calor simplemente se pierde en el medio ambiente. Pero en esta versión de múltiples capas, el calor liberado fluye a la siguiente capa de evaporación, reciclando el calor solar y aumentando la eficiencia general.
La eficiencia proviene del uso de cada una de las múltiples etapas para eliminar la sal del agua de mar, con el calor liberado por la etapa anterior aprovechado en lugar de desperdiciado. De esta manera, el dispositivo de demostración del equipo logró una eficiencia general del 385% en convertir la energía de la luz solar en evaporación.
Evelyn Wang, coautora, dijo: “Cuando condensas agua, liberas energía como calor. Si tiene más de una etapa, puede aprovechar ese calor ".
Costo de compensación
Aunque agregar más capas aumenta la eficiencia de conversión del sistema, cada capa también agrega costos y volumen. El equipo se decidió por un sistema de 10 etapas para su dispositivo de prueba de concepto.
Suministraba agua pura que excedía los estándares de agua potable de la ciudad, a una tasa de 5.78 litros por metro cuadrado (aproximadamente 1.52 galones por 11 pies cuadrados) de área de recolección solar. Esto es más del doble de la cantidad récord producida previamente por cualquier sistema de desalinización pasivo con energía solar, dice el profesor Wang.
Y una gran ventaja del sistema es que tiene un mecanismo de auto-descarga que limpiará la acumulación de sal cada noche y la devolverá al mar.
Una posible forma de usar el sistema sería con paneles flotantes en un cuerpo de agua salada. Los paneles podían entregar agua fresca constante a través de tuberías a la orilla mientras el sol brillara. Otros sistemas podrían diseñarse para servir a un solo hogar, tal vez utilizando una pantalla plana en un gran tanque poco profundo de agua de mar.
El equipo estima que un sistema con un área de recolección solar de aproximadamente un metro cuadrado podría satisfacer las necesidades diarias de agua potable de una persona. En producción, piensan que un sistema construido para satisfacer las necesidades de una familia podría construirse por alrededor de $ 100.
Reemplazos más baratos
El componente más caro del prototipo es la capa transparente. aerogel se usa como aislante en la parte superior de la pila, pero el equipo sugiere que se puedan usar otros aisladores menos costosos. (El aerogel en sí está hecho de sílice muy barata, pero requiere un equipo de secado especializado durante su fabricación).
"Este nuevo enfoque es muy significativo", dice Profesor Ravi Prasher del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California en Berkeley, que no participó en la investigación.
“Uno de los desafíos en la desalinización solar a base de alambique ha sido la baja eficiencia debido a la pérdida de energía significativa en la condensación.
"Al cosechar eficientemente la energía de condensación, la eficiencia general de energía solar a vapor mejora dramáticamente ... Esta mayor eficiencia tendrá un impacto general en la reducción del costo del agua producida". - Climate News Network
Sobre el Autor
Paul Brown es el editor conjunto de Climate News Network. Él es un ex corresponsal de The Guardian y también escribe libros y enseña periodismo. Él puede ser alcanzado en [correo electrónico protegido]
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Este artículo apareció originalmente en Climate News Network
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