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¿Qué fuente de energía evapora más agua de la superficie terrestre?
La evaporación es el proceso por el cual los líquidos se convierten en gases, generalmente cuando se calientan. Todos los días se evaporan enormes cantidades de agua de los lagos y ríos, impulsadas por la energía térmica del sol. La magnitud de esta energía es considerable.
Según Ozgur Sahin, de la Universidad de Columbia, y sus colegas, el agua que se evapora de los lagos y embalses existentes en Estados Unidos -excluyendo los Grandes Lagos- podría proporcionar hasta 2.850 millones de megavatios hora de electricidad al año. Esto equivale a dos tercios de la generación de electricidad de Estados Unidos en 2015. En 15 de los 47 estados de EE.UU. estudiados, la energía potencial supera la demanda.Anuncio
Según el equipo, cubrir las masas de agua dulce con motores que aprovechen la evaporación reduciría a la mitad el agua que se pierde de este modo. En siete estados de EE.UU. se ahorraría más agua de la que consume todo el estado. Pero los cálculos parten de la base de que se cubre toda el agua, algo que no queremos hacer.
Todos los prototipos se basan en materiales que se encogen al secarse, como la cinta adhesiva recubierta de esporas bacterianas. Las esporas se enroscan al secarse, acortando la cinta. “Funcionan como un músculo”, dice Sahin. “Pueden empujar y tirar con mucha fuerza”.
Energía de evaporación
Muchos científicos están experimentando con células solares y biocombustibles mejorados, pero los científicos de la Universidad de Columbia tienen una nueva idea digna de mención. Han anunciado el desarrollo de un novedoso dispositivo que convierte la evaporación en electricidad. De hecho, el pequeño prototipo genera suficiente electricidad para alimentar una bombilla y el motor rotativo que mueve un coche en miniatura.
Cuando la energía de la evaporación se amplíe, los investigadores predicen que producirá electricidad a partir de gigantescos generadores de energía que flotarán en la superficie de bahías o embalses, o de enormes máquinas giratorias (parecidas a las turbinas eólicas) que se sitúan por encima del agua.
“La evaporación es una fuerza fundamental de la naturaleza”, afirma el doctor Ozgur Sahin, profesor asociado de ciencias biológicas y física de la Universidad de Columbia. “Está en todas partes y es más poderosa que otras fuerzas como el viento y las olas”.
Con su potencia actual, el motor de evaporación flotante podría alimentar pequeñas luces flotantes o sensores en el fondo del océano que vigilen el medio ambiente, dice el becario postdoctoral Xi Chen. Se especula que una versión mejorada del nuevo invento podría generar potencialmente más energía por unidad de superficie que un parque eólico.
Durante la evaporación se libera o absorbe energía
Según una investigación realizada en la Universidad de Columbia, la energía renovable de la evaporación tiene el potencial de crear 325 gigavatios de energía, casi el 70% de la producción actual de energía del país, utilizando lagos y embalses de todo Estados Unidos. La investigación pretende medir la competencia de la energía de evaporación como principal fuente de energía en Estados Unidos, así como desarrollar ciertas tecnologías que ayuden a alcanzar dicho objetivo.
La evaporación, el proceso por el que el agua líquida se convierte en vapor, permite que el agua circule de la tierra al aire y viceversa. Los experimentos se limitan todavía al laboratorio, donde la evaporación se induce artificialmente con un “motor de evaporación” que controla la humedad para dar a las esporas bacterianas la oportunidad de expandirse y contraerse. Estas contracciones crean un cambio atmosférico lo suficientemente importante como para generar electricidad.
El objetivo principal del estudio era medir teóricamente cuánta energía podría producirse mediante el uso de la evaporación; sin embargo, suponiendo que los experimentos resulten exitosos, hay innumerables beneficios en la energía de la evaporación como alternativa a nuestras fuentes de energía actuales. Por ejemplo, el agua puede evaporarse en cualquier momento, a diferencia de las fuentes de energía solar y eólica. Además, la tecnología de energía por evaporación tiene la capacidad de ahorrar casi la mitad del agua evaporada de los lagos y embalses durante el proceso de obtención de energía.
Energía necesaria para evaporar el agua
ResumenAlrededor del 50% de la energía solar absorbida en la superficie de la Tierra impulsa la evaporación, alimentando el ciclo del agua que afecta a diversos recursos energéticos renovables, como la eólica y la hidroeléctrica. Los últimos avances demuestran nuestra incipiente capacidad para convertir la energía de la evaporación en trabajo, pero se conoce poco el potencial de este recurso. Aquí estudiamos la energía disponible de la evaporación natural para predecir el potencial de este recurso omnipresente. Descubrimos que la evaporación natural de las superficies de agua abiertas podría proporcionar densidades de energía comparables a las de las actuales tecnologías eólica y solar, reduciendo al mismo tiempo las pérdidas de agua por evaporación a casi la mitad. Calculamos que hay hasta 325 GW de energía potencialmente disponible en Estados Unidos. Resulta sorprendente que la gran capacidad térmica del agua sea suficiente para controlar la producción de energía almacenando el exceso de energía cuando la demanda es baja, reduciendo así la intermitencia y mejorando la fiabilidad. Nuestros hallazgos motivan la mejora de los materiales y dispositivos que convierten la energía de la evaporación.