Los ingenieros de la Universidad de Maryland han descubierto que los tipos de madera porosa de árboles como el álamo y el pino pueden aumentar en gran medida la eficiencia de la conversión de agua a vapor bajo la luz solar. Los resultados, publicados el 15 de noviembre en la revista julio , podría usarse en un dispositivo biodegradable simple y económico para la purificación de agua.
"Creo que hay muchos, muchos materiales que se pueden usar en la generación de vapor solar, pero la madera realmente se destaca en términos de rendimiento y costo", dice el autor principal Liangbing Hu, profesor asociado de Ciencia e Ingeniería de Materiales en elA. James Clark School of Engineering y el Instituto de Innovación Energética de la Universidad de Maryland.
Las personas han aprovechado la energía del sol para purificar el agua durante miles de años, pero a la luz de la escasez de agua dulce que enfrentan muchas regiones, existe un creciente interés en desarrollar tecnologías que utilicen esta técnica simple para satisfacer la demanda mundial de agua potable.El proceso, llamado "generación de vapor solar", involucra el agua corriente a través de un material o dispositivo que es calentado por la luz solar. El agua se evapora en vapor, dejando atrás sal y contaminantes.
Si bien se pueden usar diferentes materiales, incluidos los nanotubos de grafito y cobre, Hu y su equipo descubrieron que la madera es efectiva, pero no todos los tipos de madera son iguales. De las especies que evaluaron, los tipos más porosos como el pino y el álamo fueronobservaron que las especies más densas, como el cocobolo de madera dura tropical, generan vapor a un ritmo más lento ya que tienen menos poros a través de los cuales puede viajar el agua ". En nuestro caso, simplemente toma un pedazo de madera y quema la superficie. Eso es", dice.
Hu y su equipo han estado explorando diferentes tipos de madera como dispositivos de generación de vapor solar. Probaron la eficiencia de generación de vapor solar de bloques de madera con un rango de densidades, cada uno del tamaño de la palma de una mano y solo 1 o 2 mmpara oscurecer la madera para que pueda absorber mejor el calor del sol, carbonizaron quemaron la parte superior de cada bloque y luego midieron la velocidad a la que el agua que viajaba a través de la madera se convertía en vapor.La estructura de la madera ayudó a facilitar el proceso de manera eficiente, con poros microscópicos y canales más grandes que permiten que el agua fluya rápida y continuamente a la superficie calentada por el sol.
Los investigadores creen que estos mismos elementos estructurales hacen de la madera un material superior para generar agua dulce limpia a partir del agua de mar. Un problema común con otros materiales es que los depósitos de sal comienzan a acumularse dentro del dispositivo a medida que el agua se evapora, lo que bloquea el camino del agua hacia la parte superiory evita una mayor evaporación. Dado que los canales dentro de la madera corren hacia arriba y hacia abajo, los depósitos de sal pueden simplemente disolverse nuevamente en el agua debajo sin bloquear el camino.
Hu cree que la madera porosa tiene el potencial de generar agua dulce a gran escala en algún momento en el futuro cercano. Visualiza dispositivos de generación de vapor solar de madera que se utilizarán en plantas de tratamiento de agua en regiones con abundante agua salada y sol, desde California hasta Singapur hastaArabia Saudita.
"Estamos tratando de impulsar esta tecnología aún más para su uso como producto, eventualmente, para abordar los problemas del agua con alta eficiencia", dice Hu.
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