Una desalinizadora solar completamente pasiva creada por científicos del MIT y en China produce 5,7 litros de agua potable por hora por cada metro cuadrado de área de recolección solar.
El sistema utiliza múltiples capas de evaporadores y condensadores solares planos, alineados en una matriz vertical y cubiertos con aislamiento de aerogel transparente. Se describe en un artículo que aparece en la revista Energy and Environmental Science.
La clave para la eficiencia del sistema radica en la forma en que utiliza cada una de las múltiples etapas para desalinizar el agua. En cada etapa, el calor liberado por la etapa anterior se aprovecha en lugar de desperdiciarse.
De esta manera, el dispositivo de demostración del equipo puede lograr una eficiencia general del 385 por ciento al convertir la energía de la luz solar en energía de evaporación del agua.
El dispositivo es esencialmente un alambique solar multicapa, con un conjunto de componentes de evaporación y condensación como los utilizados para destilar licor.
Utiliza paneles planos para absorber el calor y luego transferir ese calor a una capa de agua para que comience a evaporarse. El vapor luego se condensa en el siguiente panel. Esa agua se recoge, mientras que el calor de la condensación de vapor pasa a la siguiente capa.
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 este evaporador multicapa, el calor liberado fluye hacia la siguiente capa de evaporación, reciclando el calor solar y aumentando la eficiencia general.
«Cuando condensas agua, liberas energía como calor», dice en un comunicado Evelyn Wang, jefa del departamento de Ingeniería Mecánica en el MIT y autora del estudio. «Si tienes más de una etapa, puedes aprovechar ese calor».
Agregar más capas aumenta la eficiencia de conversión para producir agua potable, pero cada capa también agrega costos y volumen al sistema. El equipo se decidió por un sistema de 10 etapas para su dispositivo de prueba de concepto, que se probó en la azotea de un edificio del MIT.
El sistema suministró agua pura que excedió los estándares de agua potable de la ciudad, a una tasa de 5,78 litros por metro cuadrado de área de recolección solar. Según Wang, esto es más del doble de la cantidad récord producida previamente por cualquier sistema de desalinización pasivo con energía solar.
A diferencia de algunos sistemas de desalinización, no hay acumulación de sal o salmueras concentradas para eliminar. En una configuración de flotación libre, cualquier sal que se acumule durante el día simplemente se devolvería al mar por la noche a través del material absorbente, según los investigadores.
Teóricamente, con más etapas de desalinización y una mayor optimización, tales sistemas podrían alcanzar niveles de eficiencia general de hasta 700 u 800 por ciento, dice el estudiante de doctorado y coautor Lenan Zhang.
