Según Un Estudio Del MIT La Luz Puede Vaporizar El Agua Sin Necesidad De Calor, Se Podría Mejorar La Eficiencia En Los Procesos De Desalinización

Cómo la luz puede vaporizar agua sin necesidad de calor

La evaporación del agua es un proceso fundamental que ocurre en las superficies de los océanos y lagos, en la disipación de la niebla con el sol matutino y en el secado de estanques salinos que dejan detrás sal sólida. A pesar de ser un fenómeno común y ampliamente observado por la humanidad, recientes investigaciones revelan que hemos estado pasando por alto una parte crucial de este proceso.

En una serie de experimentos meticulosamente precisos, un equipo de investigadores del MIT ha demostrado que el calor no es el único responsable de la evaporación del agua. La luz, al incidir sobre la superficie del agua donde se encuentra con el aire, puede separar las moléculas de agua y elevarlas al aire, provocando su evaporación sin ninguna fuente de calor.

Este asombroso descubrimiento podría tener implicaciones significativas. Podría ayudar a explicar mediciones misteriosas sobre cómo la luz solar afecta las nubes y, por ende, influir en los cálculos de los efectos del cambio climático en la cobertura nubosa y la precipitación. Además, podría abrir nuevas formas de diseñar procesos industriales como la desalinización impulsada por energía solar o el secado de materiales.

Un fenómeno recién descubierto

Este nuevo trabajo se basa en investigaciones reportadas el año pasado, que describieron este nuevo «efecto fotomolecular» pero solo bajo condiciones muy especializadas: en la superficie de hidrogeles especialmente preparados empapados de agua. En el nuevo estudio, los investigadores demuestran que el hidrogel no es necesario para el proceso; ocurre en cualquier superficie de agua expuesta a la luz, ya sea una superficie plana como un cuerpo de agua o una superficie curva como una gota de vapor de nube.

Debido a que el efecto fue tan inesperado, el equipo trabajó para probar su existencia con tantas líneas de evidencia diferentes como fuera posible. En este estudio, informan de 14 tipos diferentes de pruebas y mediciones que llevaron a cabo para establecer que el agua estaba evaporándose, es decir, las moléculas de agua se desprendían de la superficie del agua y eran llevadas al aire, debido únicamente a la luz, no por calor, que se asumía era el único mecanismo involucrado.

El efecto es más fuerte cuando la luz incide sobre la superficie del agua a un ángulo de 45 grados. También es más fuerte con un cierto tipo de polarización, llamada polarización magnética transversal. Y alcanza su punto máximo en luz verde —que, curiosamente, es el color en el que el agua es más transparente y, por lo tanto, interactúa menos.

Resolviendo un enigma climático

El hallazgo podría resolver un misterio de 80 años en la ciencia climática. Las mediciones de cómo las nubes absorben la luz solar han mostrado a menudo que están absorbiendo más luz solar de lo que dicta la física convencional. La evaporación adicional causada por este efecto podría explicar la discrepancia de larga data, que ha sido objeto de disputa desde que dichas mediciones son difíciles de realizar.

Chen dice que recientemente habló sobre el fenómeno en una conferencia de la Sociedad Americana de Física, y un físico allí que estudia nubes y clima dijo que nunca había pensado en esta posibilidad, que podría afectar los cálculos de los efectos complejos de las nubes en el clima. El equipo realizó experimentos utilizando LED que iluminaban una cámara de nubes artificiales, y observaron el calentamiento de la niebla, que no se suponía que ocurriera ya que el agua no absorbe en el espectro visible. «Este calentamiento puede explicarse más fácilmente en base al efecto fotomolecular», dice.

El efecto puede ser sustancial. Bajo las condiciones óptimas de color, ángulo y polarización, Lv dice, «la tasa de evaporación es cuatro veces el límite térmico».

Ya desde la publicación del primer artículo, el equipo ha sido abordado por empresas que esperan aprovechar el efecto, dice Chen, incluidas para la evaporación de jarabe y el secado de papel en una papelera. Las primeras aplicaciones probables vendrán en las áreas de sistemas de desalinización solar u otros procesos de secado industrial, señala. «El secado consume el 20 % de todo el uso de energía industrial», señala.

Dado que el efecto es tan nuevo e inesperado, Chen dice, «Este fenómeno debería ser muy general, y nuestro experimento es realmente solo el comienzo». Los experimentos necesarios para demostrar y cuantificar el efecto son muy laboriosos. «Hay muchas variables, desde entender el agua misma, hasta extenderlo a otros materiales, otros líquidos e incluso sólidos», dice.

Vía mit.edu

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

• Objetivo de Desarrollo Sostenible 7: Energía asequible y no contaminante
• Objetivo de Desarrollo Sostenible 13: Acción por el clima
• Objetivo de Desarrollo Sostenible 14: Vida submarina
• Objetivo de Desarrollo Sostenible 15: Vida de ecosistemas terrestres

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

• Meta 7.2: Aumentar la eficiencia energética y promover tecnologías limpias en la industria
• Meta 13.1: Fortalecer la resiliencia y la capacidad de adaptación a los riesgos relacionados con el clima
• Meta 14.2: Sostener y conservar los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible
• Meta 15.1: Asegurar la conservación, restauración y uso sostenible de los ecosistemas terrestres y los ecosistemas interiores de agua

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

Sí, el artículo menciona el uso de energía solar para impulsar la desalinización y el secado de materiales. Esto podría ser un indicador relevante para medir el progreso hacia el Objetivo de Desarrollo Sostenible 7 (Energía asequible y no contaminante) y la Meta 7.2 (Aumentar la eficiencia energética y promover tecnologías limpias en la industria).

4. Tabla de ODS, metas e indicadores

¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.

Fuente: ecoinventos.com

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