Aprovechar la evaporación para obtener energía podría proporcionar una fuente de energía sostenible, y reducir a la mitad el agua perdida por evaporación natural, según el investigador. Juan Carlos Munoz / Getty Images Cuando pensamos en fuentes de energía renovables que podrían ayudar a reemplazar la quema de combustibles basados en carbono que alteran el clima, Me vienen a la mente los paneles solares y las turbinas eólicas. Pero los científicos de la Universidad de Columbia han identificado otro, hasta ahora una fuente de energía sin explotar que podría ser igualmente prometedora:la enorme cantidad de agua que se evapora continuamente de los lagos y embalses de la nación.
Ese fenómeno natural ellos dicen, podría ser aprovechado por dispositivos que contienen láminas cubiertas con esporas bacterianas, que se contraen y expanden en respuesta a los cambios de humedad, casi como la flexión de un músculo. Esa acción mecánica "muscular", Sucesivamente, podría utilizarse para generar cantidades gigantescas de electricidad, ellos dicen.
En un artículo recientemente publicado en la revista Nature Communications, los investigadores estiman que las masas de agua continentales en los Estados Unidos tienen al menos el potencial teórico de generar hasta 325 gigavatios de electricidad, una cantidad equivale a casi el 70 por ciento de nuestro consumo eléctrico a nivel nacional en 2015.
"Nuestro músculo artificial absorbe el agua que se evapora de la superficie del lago, "dice el ingeniero químico y autor principal del estudio Ahmet-Hamdi Cavusoglu, vía correo electrónico. "A medida que absorbe agua, el músculo se hincha y se expande. Cuando el músculo absorbe toda el agua posible, las contraventanas sobre el músculo se abren para que el agua se evapore en el aire desde el músculo. A medida que el agua sale del músculo, el músculo se encoge, tirando de una turbina para generar energía, similar a un remero en una máquina de remo tirando de la turbina ".
Los hallazgos del estudio indican que el sur y el oeste de Estados Unidos tienen la mayor capacidad para producir energía generada por evaporación. Universidad de Colombia En la práctica, esa cantidad de poder puede ser difícil de lograr, ya que, como señala el artículo, Requeriría cubrir por completo toda la superficie de casi todos los lagos y embalses domésticos. Pero como incluso un despliegue mucho más pequeño de motores de evaporación, digamos, cubriendo el 10 por ciento de esas superficies de agua, aún podría agregar una cantidad sustancial de capacidad eléctrica al suministro de la nación.
"Si tuviéramos que cubrir solo el 10 por ciento de los diez principales lagos y embalses, estudiaríamos con los motores de evaporación más eficientes posibles, "dice Cavusoglu, ahora es director asociado de Academic Venture Exchange y director de asociaciones en la Innovation Accelerator Foundation, "Podríamos aprovechar una potencia promedio de 7,1 gigavatios en un área de aproximadamente 560 millas cuadradas [1450 kilómetros cuadrados], que es mayor que el sector de energía solar de servicios públicos en los EE. UU. en 2013 ".
Y eso es solo si usaran lagos y embalses. La energía de evaporación también podría obtenerse de otras fuentes, que van desde ríos y costas hasta campos agrícolas que han sido humedecidos por el riego.
"El agua es prácticamente omnipresente en el medio ambiente, "dice Ozgur Sahin, profesor asociado de ciencias biológicas y física en Columbia y uno de los coautores del estudio. (Sahin y sus colegas fueron pioneros en el uso de esporas y evaporación para crear pequeños motores, como se detalla en este artículo de Nature Communications de 2015).
El uso de la evaporación como fuente de energía renovable también podría tener otras ventajas, señalan los investigadores. La evaporación es impulsada por energía solar, que es absorbido por una masa de agua y almacenado, casi como una batería gigantesca, y luego soltó gradualmente. Eso significa que un motor de evaporación podría producir electricidad con menos fluctuaciones que los paneles solares o las turbinas eólicas. cuya producción cae cuando el viento amaina o el sol se esconde detrás de una nube.
Adicionalmente, Los motores de evaporación podrían alterar la cantidad de vapor de agua emitida por un lago, embalse u otra fuente. proporcionando ayuda a las partes del país con escasez de agua. Los motores también podrían controlar la salida eléctrica.
"Una propiedad interesante de la que nos dimos cuenta es que, al ralentizar la evaporación, podemos subir la temperatura del agua, almacenar efectivamente energía como calor que luego podríamos liberar a pedido, "dice Cavusoglu." Dependiendo de las condiciones climáticas locales, podríamos liberar esta energía almacenada rápidamente como evaporación adicional para igualar las fluctuaciones en la demanda de energía eléctrica. Esto sería similar a cómo las represas hidroeléctricas varían su producción de energía al cambiar el caudal de agua a través de la represa ".
Hasta aquí, los motores de evaporación han sido probados solo en el laboratorio, y hay mucho más trabajo de investigación y desarrollo por delante antes de que la tecnología pueda ampliarse al tamaño en el que podría convertirse en una fuente importante de electricidad.
"Primero, Es necesario fabricar materiales mejores y más grandes que puedan aprovechar eficazmente la energía de la evaporación. "dice Cavusoglu." Actualmente, el laboratorio de Sahin está investigando cómo hacer mejores materiales basados en esporas y construyendo prototipos de motores más grandes. Esperamos ver demostraciones de prototipos más grandes en los próximos años ".
Eso es interesanteSegún un estudio de 2013 realizado por científicos estadounidenses y canadienses, El valor de la evaporación de un día típico de los Grandes Lagos podría ascender a 820 mil millones de galones (3,1 billones de litros), casi 20 veces la tasa de flujo de las Cataratas del Niágara.
