Evaporador interfacial solar basado en madera para la desalinización eficiente del agua de mar procesado por láser de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería ambiental
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• El crecimiento de la población mundial y la urbanización exacerban la escasez de agua dulce.
• La desalinización del agua de mar impulsada por la energía solar mediante evaporadores interfaciales es una solución prometedora.
• Los evaporadores interfaciales actuales se enfrentan a desafíos en la complejidad de la preparación y la durabilidad a largo plazo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método sencillo, rentable y eficiente para fabricar evaporadores interfaciales solares.
• Utilizar materiales a base de madera y tecnología láser picosegundo para la fabricación de evaporadores.
• Evaluar el rendimiento y la calidad del agua obtenidos mediante la desalinización solar del agua de mar.

Principales métodos:

• Fabricación de evaporadores interfaciales solares mediante el procesamiento láser de picosegundos en materiales a base de madera.
• Caracterización de las propiedades antirreflectivas de las superficies.
• Evaluación de la velocidad de evaporación del agua y la eficiencia de la generación de vapor solar en condiciones simuladas y al aire libre.
• Análisis de las concentraciones de iones en el agua desalinizada para cumplir con las normas de agua potable de la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Principales resultados:

• Las superficies de madera tratadas con láser presentan una reflectancia significativamente reducida (promedio del 18,04% entre 200 y 2500 nm), una disminución del 40,14%.
• Alta tasa de evaporación de agua de aproximadamente 3,58 kg m-2 h-1 alcanzada bajo una irradiación solar.
• Excelente eficiencia del vapor solar de alrededor del 92,85% en pruebas en interiores.
• La eficiencia de desalinización de agua de mar al aire libre alcanzó 1,95 kg m-2 h-1.
• El agua desalinizada cumplía con las normas de la OMS para las concentraciones principales de iones (Na+, Mg2+, Ca2+, K+, B3+).

Conclusiones:

• El procesamiento láser de picosegundos ofrece un método rápido y sencillo para crear evaporadores interfaciales solares de alto rendimiento a partir de madera.
• Los evaporadores desarrollados demuestran un potencial significativo para la desalinización eficiente y rentable del agua de mar.
• Este enfoque ofrece una solución viable a los desafíos mundiales de escasez de agua dulce.