Un solar destila agua con sustancias disueltas en ella utilizando el calor del sol para evaporar el agua de modo que pueda ser enfriada y recolectada, purificándola así. Se utilizan en zonas donde no se dispone de agua potable, de modo que el agua limpia se obtiene del agua sucia o de las plantas exponiéndolas a la luz solar.
Hay muchos tipos de destiladores solares , incluidos los alambiques solares concentrados a gran escala y las trampas de condensación (más conocidas como trampas de humedad entre los supervivientes ). En un destilador solar, el agua impura está contenida fuera del colector, donde es evaporada por la luz solar que brilla a través de plástico transparente o vidrio. El vapor de agua pura se condensa en la superficie interior fría y gotea, donde se recoge y se elimina.
La destilación reproduce la forma en que la naturaleza hace llover. La energía del sol calienta el agua hasta el punto de evaporarse. A medida que el agua se evapora, el vapor de agua se eleva, se condensa nuevamente en agua a medida que se enfría y luego se puede recolectar. Este proceso deja impurezas, como sales y metales pesados, y elimina los organismos microbiológicos. El resultado final es agua potable pura destilada.
Historia
Las trampas de condensación se han utilizado desde que los pueblos preincas habitaban los Andes .
Hoy en día, en el Ejército argentino todavía se enseña un método para recolectar agua en trampas de humedad para uso de unidades especializadas que se espera que realicen patrullas extendidas de más de una semana de duración en las áridas áreas fronterizas de los Andes.
Usos
Los alambiques solares se utilizan en los casos en que la lluvia, el agua de tuberías o el agua de pozo no son prácticas, como en hogares remotos o durante cortes de energía. [1] En áreas subtropicales objetivo de huracanes que pueden perder energía durante días, la destilación solar puede proporcionar una fuente alternativa de agua limpia.
Métodos
Existen varios métodos para atrapar la condensación:
Primer método
Este método fue utilizado por primera vez por los pueblos de los Andes. Se cava un hoyo en la tierra, en el fondo del cual se coloca el recipiente que se utilizará para recoger el agua condensada. Se colocan pequeñas ramas con uno de sus extremos dentro del receptáculo y el otro extremo sobre el borde del pozo, formando un embudo para dirigir el agua condensada al receptáculo. Luego se construye una tapa sobre este embudo, usando más ramas pequeñas, hojas, hierbas, etc. La trampa completa se deja durante la noche y la humedad se puede recolectar del receptáculo por la mañana.
Este método se basa en la formación de rocío o escarcha en el recipiente, el embudo y la tapa. El rocío que se forma se acumula y corre por el exterior del embudo hasta el receptáculo. Esta agua normalmente se evaporaría con el sol de la mañana y, por lo tanto, desaparecería, pero la tapa atrapa el agua que se evapora y aumenta la humedad dentro de la trampa, reduciendo la cantidad de agua que se pierde. La sombra producida por la tapa también reduce la temperatura dentro de la trampa, lo que reduce aún más la tasa de pérdida de agua por evaporación.
Método moderno
Hoy, con la llegada de las láminas de plástico , la trampa de humedad se ha vuelto más eficiente.
El método es muy similar al descrito anteriormente, pero se usa una sola hoja de plástico en lugar de ramas y hojas. La mayor eficacia de este tipo de trampas se debe a la impermeabilidad del plástico, que no deja pasar ningún vapor de agua a través de él (algo de vapor de agua se escapa por las hojas y ramas del primer método). Esta eficiencia requiere una cierta cantidad de diligencia por parte del usuario, ya que la hoja de plástico debe estar firmemente sujeta al suelo por todos los lados; esto a menudo se logra usando piedras para cargar la hoja y / o cubriendo los bordes de la hoja de plástico con tierra (como la que se excavó para hacer el agujero en el que se asienta la trampa). Pesando el centro de la lámina de plástico hacia abajo con una piedra se forma el embudo a través del cual el agua condensada correrá hacia el recipiente.
Método de transpiración
Se puede obtener agua colocando bolsas de plástico transparente sobre la rama frondosa de un árbol no venenoso y cerrando herméticamente el extremo abierto de la bolsa alrededor de la rama. [2] Todos los orificios de la bolsa deben sellarse para evitar la pérdida de vapor de agua.
Durante la fotosíntesis, las plantas pierden agua a través de un proceso llamado transpiración . Una bolsa de plástico transparente sellada alrededor de una rama permite que la fotosíntesis continúe, pero atrapa el agua que se evapora y hace que la presión de vapor del agua aumente hasta un punto en el que comienza a condensarse en la superficie de la bolsa de plástico. La gravedad hace que el agua corra hacia la parte más baja de la bolsa. El agua se recolecta golpeando suavemente la bolsa y luego volviéndola a sellar. Las hojas continuarán produciendo agua a medida que las raíces la extraen del suelo y se produce la fotosíntesis.
La presión de vapor del agua en la bolsa sellada puede subir tan alto que las hojas ya no pueden transpirar, por lo tanto, cuando se usa este método, el agua debe drenarse cada dos horas y almacenarse. Las pruebas indican que si esto no se hace, las hojas dejan de producir agua.
Si no hay árboles grandes en el área, se pueden colocar matas de césped o arbustos pequeños dentro de la bolsa. Si se hace esto, el follaje tendrá que ser reemplazado a intervalos regulares cuando se reduzca la producción de agua, particularmente si el follaje debe ser arrancado de raíz para colocarlo en la bolsa.
La eficiencia es mayor cuando la bolsa recibe el máximo de luz solar en todo momento. Las raíces expuestas se analizan para determinar el contenido de agua. Las raíces blandas y pulposas producirán la mayor cantidad de líquido con el menor esfuerzo.
Eficiencia de la trampa de condensación
Las trampas de condensación no son en sí mismas una fuente sostenible de agua; son fuentes para ampliar o complementar las fuentes o suministros de agua existentes, y no debe confiarse en que proporcionen el requerimiento diario de agua de una persona, ya que una trampa que mida 40 cm (16 pulgadas) de diámetro por 30 cm (12 pulgadas) de profundidad solo rendimiento alrededor de 100 a 150 ml (3,4 a 5,1 onzas líquidas estadounidenses) por día.
Un método para aumentar la producción de agua es orinar en el pozo antes de colocar el recipiente. Esto aumenta el contenido de humedad de la tierra, reduciendo la cantidad de vapor de agua que la tierra puede absorber posteriormente.
Materiales
Se puede construir un destilador solar simple tipo palangana con 2-4 piedras, película plástica o vidrio transparente , un peso central para hacer una punta y un recipiente para el condensado. Se crea un agujero cúbico en suelo húmedo de unos 30 cm (12 pulgadas) de cada lado. En el centro de este agujero, se coloca un recipiente de recolección. Luego, se extiende una hoja de película plástica sobre el agujero. Los fotogramas también se pueden hacer con botellas de agua o bolsas de plástico. [3]
Variaciones
Bolsa de transpiración
Un método alternativo del destilador solar se llama bolsa de transpiración. [4] La bolsa es una bolsa de plástico simple y se pliega sobre una planta de tallo con una esquina hacia abajo para permitir que el condensado se acumule. Desde allí, una persona puede quitar el agua quitando la bolsa y vertiendo el agua o se puede hacer una pequeña incisión en la esquina para que gotee agua en una taza. Su ventaja sobre el tipo de lavabo solar que aún se mencionó anteriormente es que solo requiere una bolsa como la que se puede conseguir en la tienda de comestibles. No es necesario que sea completamente transparente. Una desventaja de la bolsa de transpiración es el requisito de que una planta a la luz solar directa o al calor absorba el condensado.
En un estudio realizado en 2009 [ cita requerida ] , las variaciones en el ángulo del plástico y el aumento de la temperatura interna del pozo en comparación con la temperatura exterior contribuyeron a una mejor producción de agua. Otros métodos utilizados incluyeron el uso de salmuera para absorber agua y la adición de tintes a la salmuera para cambiar la cantidad de radiación solar absorbida en el sistema. Durante el experimento del ángulo de inclinación ajustado, los diferentes ángulos utilizados por los diferentes investigadores crearon resultados diferentes y fue difícil para cualquiera de ellos obtener una respuesta definitiva. En el gráfico, se observa una curva de campana con la salida máxima de agua con un ajuste de ángulo de 30 grados. Cada profundidad de salmuera creó una cantidad diferente de agua y se observa en el gráfico que aproximadamente 25 milímetros (1 pulgada) (2,5 cm) es lo óptimo con una tendencia decreciente si se usa más. [5]
Mecha todavía
El destilador solar de tipo “mecha” es una caja con tapa de vidrio construida y sostenida en un ángulo para permitir la entrada de la luz solar. [6] El agua salada vertida desde la parte superior se calienta con la luz solar, evaporando el agua. Se condensa en la parte inferior del vaso y gotea hacia el fondo. Un charco de salmuera en el alambique está unido a las mechas que separan el agua en bancos para aumentar el área de superficie para calentar. El agua destilada sale del fondo y, dependiendo de la calidad de la construcción, la mayor parte de la sal se ha purgado del agua. Cuantas más mechas, más calor se puede transferir al agua salada y se pueden fabricar más productos. Una red de plástico también puede atrapar agua salada antes de que caiga en el recipiente y darle más tiempo para calentarse y separarse en salmuera y agua. El destilador solar de tipo mecha se hace hermético al vapor, ya que el vapor no escapa a la atmósfera. Para ayudar a absorber más calor, algunas mechas se ennegrecen para absorber más calor. La absorción de calor del vidrio es insignificante en comparación con el plástico a temperaturas más altas. Un problema, dependiendo de la aplicación, con el vidrio es que no es flexible si el alambique solar no tiene una forma estándar. [ cita requerida ]
Consideraciones prácticas
El pozo todavía puede ser ineficaz como un alambique de supervivencia, requiriendo demasiado esfuerzo de construcción para el agua producida. [7] En ambientes desérticos, las necesidades de agua pueden exceder los 3.8 litros (1 galón estadounidense) por día para una persona en reposo, mientras que la producción aún puede promediar 240 mililitros (8 onzas líquidas estadounidenses) por día. [7] [8] Incluso con herramientas, cavar un hoyo requiere energía y hace que una persona pierda agua a través de la transpiración ; esto significa que incluso varios días de recolección de agua pueden no ser iguales a la pérdida de agua en su construcción. [8]
Agua de mar todavía
En 1952, el ejército de los Estados Unidos desarrolló un destilador solar portátil para pilotos varados en el océano, que consta de una bola de plástico inflable de 610 milímetros (24 pulgadas) que flota en el océano, con un tubo flexible que sale por el costado. Una bolsa de plástico separada cuelga de los puntos de sujeción de la bolsa exterior. Se vierte agua de mar en la bolsa interior desde una abertura en el cuello de la pelota. El piloto saca el agua dulce utilizando el tubo lateral que conduce al fondo de la bola inflable. En artículos de revistas se afirmó que en un buen día se podían producir 2,4 litros (2,5 US qt) de agua dulce. En un día nublado, se produjeron 1,4 litros (1,5 US qt). [9] Se incluyen alambiques de agua de mar similares en algunos kits de supervivencia para balsa salvavidas , aunque los desalinizadores manuales de ósmosis inversa los han reemplazado en su mayoría. [10]
Destilar orina
El uso de una trampa de condensación para destilar la orina eliminará la urea y la sal, proporcionando como resultado agua potable. [11]
Ver también
- Destilador solar concentrado
- Desalinización
- Agua dulce
- Mária Telkes
- Cocina solar
- Desinfección solar de agua
- Generador de agua
- Wikiversidad: Solar Seawater Still
Referencias
- ↑ Anjaneyulu, L .; Kumar, E. Arun; Sankannavar, Ravi; Rao, K. Kesava (13 de junio de 2012). "Defluorización de agua potable y captación de agua de lluvia mediante destilador solar". Investigación en Química Industrial e Ingeniería . 51 (23): 8040–8048. doi : 10.1021 / ie201692q .
- ^ O'Meagher, Bert; Reid, Dennis; Harvey, Ross (2007). Ayudas para la supervivencia: un manual sobre la supervivencia del interior (PDF) (25ª ed.). Maylands, WA: Academia de Policía de Australia Occidental. pag. 24. ISBN 978-0-646-36303-5. Consultado el 7 de febrero de 2017 .
- ^ Destilador-de-agua-solar-portátil-tío-Johns
- ^ Munilla, R. Solar Still Practical Survivor Consultado el 22 de abril de 2013
- ^ Khalifa, Abdul Jabbar N .; Hamood, Ahmad M. (noviembre de 2009). "Correlaciones de rendimiento para alambiques solares de tipo cuenca". Desalación . 249 (1): 24-28. doi : 10.1016 / j.desal.2009.06.011 .
- ^ Manikandan, V .; Shanmugasundaram, K .; Shanmugan, S .; Janarthanan, B .; Chandrasekaran, J. (abril de 2013). "Alambiques solares de tipo mecha: una revisión". Revisiones de energías renovables y sostenibles . 20 : 322–335. doi : 10.1016 / j.rser.2012.11.046 .
- ^ a b Alloway, David (2000). Habilidades de supervivencia en el desierto . Prensa de la Universidad de Texas . págs. 63–65. ISBN 978-0-292-79226-5. Consultado el 9 de mayo de 2013 .
- ^ a b Fuerza Aérea de los Estados Unidos (1 de abril de 2008). Manual de supervivencia de la Fuerza Aérea de EE. UU . Publicaciones Skyhorse . pag. 285. ISBN 978-1-60239-245-8. Consultado el 9 de mayo de 2013 .
- ^ "Agua de mar todavía" . Popular Mechanics , febrero de 1952, pág. 113.
- ^ "Desalinizador manual de ósmosis inversa - Aviso de intención de adjudicar fuente única, USAF" . fbo.gov . 2012 . Consultado el 3 de julio de 2012 .
- ^ Grantham, Donald F. (2 de marzo de 2001). Una fuente de habilidades de supervivencia para principiantes en el desierto . Xlbris Corp. pág. 119. ISBN 0738836826.
- Jackson RD; Van Bavel CH (17 de septiembre de 1965). "Destilación solar de agua del suelo y materiales vegetales: una técnica simple de supervivencia en el desierto". Ciencia . 149 (3690): 1377–9. Código Bibliográfico : 1965Sci ... 149.1377J . doi : 10.1126 / science.149.3690.1377 . PMID 5826532 .
- Badran AA; Al-Hallaq AA; Salman IAE; Odat MZ (febrero de 2005). "Un solar todavía aumentado con un colector de placa plana" (PDF) . Desalación . 172 (3): 227–34. doi : 10.1016 / j.desal.2004.06.203 .
Patentes
- US 3337418 , " Destilador solar neumático"
- US 4235679 , " destilador solar de alto rendimiento"
- US 4966655 , " Destilador solar cubierto de plástico"
enlaces externos
- Haciendo un destilador solar
- Destilación solar
- Planes de destilación solar