Alambique solar

Un alambique solar destila agua con sustancias disueltas en ella utilizando el calor del sol para evaporar el agua para que pueda enfriarse y recogerse, purificándola así. Se utilizan en zonas donde no se dispone de agua potable, de modo que se obtiene agua limpia a partir de agua sucia o de plantas exponiéndolas a la luz solar.

Los tipos de destiladores incluyen destiladores solares concentrados a gran escala y trampas de condensación. En un destilador solar, el agua impura está contenida fuera del colector, donde se evapora con la luz solar que brilla a través de un colector transparente. El vapor de agua puro se condensa en la superficie interior fría y gotea en un tanque.

La destilación replica la forma en que la naturaleza produce lluvia. La energía del sol calienta el agua hasta el punto de evaporación. A medida que el agua se evapora, su vapor asciende y se condensa nuevamente en agua a medida que se enfría. Este proceso deja impurezas, como sales y metales pesados, y elimina organismos microbiológicos. El resultado final es agua pura (potable).

Historia

Las trampas de condensación se han utilizado desde que los pueblos preincas habitaban los Andes.

En 1952, el ejército de los Estados Unidos desarrolló un destilador solar portátil para pilotos varados en el océano. Presentaba una bola de plástico flotante inflable de 610 milímetros (24 pulgadas), con un tubo flexible en el costado. Una bolsa interior cuelga de los puntos de fijación de la bolsa exterior. Se vierte agua de mar en la bolsa interior desde una abertura en el cuello de la bola. El agua dulce se extrae mediante el tubo lateral. La producción osciló entre 1,4 litros (1,5 cuartos de galón de EE.UU.) y 2,4 litros (2,5 cuartos de galón de EE.UU.) de agua dulce por día. Se incluyen alambiques similares en algunos kits de supervivencia de balsas salvavidas, aunque los desalinizadores manuales de ósmosis inversa los han reemplazado en su mayoría.

Hoy en día, el ejército argentino enseña un método para recolectar agua en trampas de humedad para que lo utilicen unidades especializadas que se espera realicen patrullas prolongadas de más de una semana de duración en los Andes. zonas fronterizas áridas.

Métodos

Pozo quieto

Se coloca un recolector en el fondo de un pozo. Las ramas se colocan verticalmente en el hoyo. Las ramas son lo suficientemente largas como para extenderse sobre el borde del pozo y formar un embudo para dirigir el agua hacia el recolector. Luego se construye una tapa sobre este embudo, usando más ramas, hojas, pastos, etc. Se recolecta agua cada mañana.

Este método se basa en la formación de rocío o escarcha en el receptáculo, 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 eleva la humedad dentro de la trampa, lo que reduce la cantidad de agua perdida. 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.

Un destilador solar se puede construir con dos o cuatro piedras, film plástico o vidrio transparente, un peso central para hacer el embudo y un recipiente para el condensado. Mejores materiales mejoran la eficiencia. Una sola lámina de plástico puede sustituir las ramas y las hojas. Una mayor eficiencia surge porque el plástico es impermeable, impidiendo que se escape el vapor de agua. La lámina se fija al suelo por todos lados con piedras o tierra. Pesar el centro de la hoja forma el embudo. El condensado corre hacia el recipiente. Un estudio de destilación en pozo encontró que inclinar la tapa en un ángulo de 30 grados capturaba la mayor cantidad de agua. La profundidad óptima del agua era de unos 25 milímetros (1 pulgada).

Transpiración

Durante la fotosíntesis, las plantas liberan agua a través de la transpiración. Se puede obtener agua encerrando la rama de un árbol frondoso en plástico transparente, capturando el vapor de agua liberado por el árbol. El plástico permite que continúe la fotosíntesis.

En un estudio de 2009, las variaciones en el ángulo del plástico y el aumento de la temperatura interna frente a la temperatura exterior mejoraron los volúmenes de producción.

A menos que se alivie, la presión de vapor alrededor de la rama puede aumentar tanto que las hojas ya no pueden transpirar, lo que requiere eliminar el agua con frecuencia.

Como alternativa, se pueden colocar matas de hierba o pequeños arbustos dentro de la bolsa. El follaje debe reemplazarse a intervalos regulares, especialmente si se arranca el follaje.

La eficiencia es mayor cuando la bolsa recibe la máxima luz solar. Las raíces suaves y pulposas producen la mayor cantidad de líquido con el menor esfuerzo.

Mecha

El destilador solar tipo mecha es una caja con tapa de vidrio hermética al vapor y con un techo en ángulo. El agua se vierte desde arriba. Se calienta con la luz del sol y se evapora. Se condensa en la parte inferior del vidrio y desemboca en el tubo de conexión situado en la parte inferior. Las mechas separan el agua en bancos para aumentar la superficie. Cuantas más mechas, más calor llega al agua.

Para ayudar a absorber más calor, las mechas se pueden ennegrecer. El vidrio absorbe menos calor que el plástico a temperaturas más altas, aunque el vidrio no es tan flexible.

Una red de plástico puede atrapar el agua antes de que caiga en el recipiente y darle más tiempo para calentarse.

Aditivos

Al destilar salmuera u otra agua contaminada, agregar un tinte puede aumentar la cantidad de radiación solar absorbida.

Invertir todavía

A la inversa todavía se utiliza la diferencia de temperatura entre el aire ambiente calentado por energía solar y el dispositivo para condensar el vapor de agua ambiental. Uno de esos dispositivos produce agua sin energía externa. Cuenta con un cono invertido en la parte superior para desviar el calor ambiental en el aire y mantener la luz del sol alejada de la superficie superior de la caja. Esta superficie es una lámina de vidrio recubierta con múltiples capas de polímero y plata.

Refleja la luz solar para reducir el calentamiento de la superficie. El calor residual que no se refleja se reemite en una longitud de onda específica (infrarroja) para que atraviese la atmósfera hacia el espacio. La caja puede estar hasta 15 °C (27 °F) más fría que la temperatura ambiente. Esto estimula la condensación que se acumula en el techo. Este techo está recubierto de un material superhidrófobo, de modo que el condensado se forma en gotas y cae en un colector. Un sistema de prueba produjo 4,6 ml (0,16 onzas líquidas estadounidenses) de agua por día, utilizando una superficie de 10 cm (3,9 pulgadas) o aproximadamente 1,3 l/m² (0,28 gal/pie^2). por día.

Eficiencia

Las trampas de condensación son fuentes para ampliar o complementar fuentes o suministros de agua existentes. Una trampa que mide 40 cm (16 pulgadas) de diámetro por 30 cm (12 pulgadas) de profundidad produce alrededor de 100 a 150 ml (3,4 a 5,1 onzas líquidas estadounidenses) por día.

Orinar en la fosa antes de añadir el receptáculo permite recuperar parte del contenido de agua de la orina.

Un destilador de pozo puede ser demasiado ineficiente como destilador de supervivencia, debido a la energía y el agua necesarios para su construcción. 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 puede promediar sólo 240 mililitros (8 onzas líquidas estadounidenses). Es posible que se requieran varios días de recolección de agua para igualar el agua perdida durante la construcción.

Aplicaciones

Sitios remotos

Los silmos solares se utilizan en los casos en que la lluvia, el tubo o el agua bien es poco práctica, como en hogares remotos o durante los cortes de energía. En las zonas de huracanes subtropicales que pueden perder energía durante días, la destilación solar puede proporcionar una fuente alternativa de agua limpia.

Los sistemas de desalinización con energía solar pueden instalarse en lugares remotos donde hay poca o ninguna infraestructura o red de energía. Solar es todavía asequible, ecológico y considerado un método eficaz entre otras técnicas convencionales de destilación. Solar todavía es muy eficaz, especialmente para el suministro de agua fresca para los isleños. Esto los hace ideales para su uso en zonas rurales o países en desarrollo donde el acceso al agua potable es limitado.

Supervivencia

Los pilotos varados en el océano han utilizado destiladores solares y los han incluido en los kits de emergencia de las balsas salvavidas.

El uso de una trampa de condensación para destilar la orina eliminará la urea y la sal, reciclando el agua del cuerpo.

Tratamiento de aguas residuales

Los destiladores solares también se han utilizado para el tratamiento de aguas residuales municipales, la deshidratación de lodos de depuradora y para la gestión de aguas residuales de almazara.

Patentes

• US 3337418, "Pneumatic solar still"
• US 4235679, "High performance solar still"
• US 4966655, "Plastic covered solar still"