El Solar Steam permite obtener vapor incluso del agua helada

Oara Neumann (izda), estudiante de graduado, y Naomi Halas (dcha), científica jefe del Proyecto Solar Steam de la Universidad Rice, son las co-autoras de esta tecnología que permite obtener vapor de manera muy eficiente gracias a la luz solar y a la nanotecnología.

La científica Naomi Halas, y la estudiante de graduado Oara Neumann, junto a su equipo de la Universidad de Rice (Houston, Texas, EE.UU.), acaban de dar a conocer una nueva y revolucionaria tecnología solar que utiliza nanopartículas para convertir la energía del Sol directamente en vapor. El método “Solar Steam” (Vapor Solar) del Laboratorio de Nanofotónica (LANP, por sus siglas en inglés) de la Universidad es tan eficaz que incluso puede producir vapor a partir de agua helada.

La nueva tecnología, aún en sus inicios, ya tiene una eficiencia energética del 24%. Los paneles solares fotovoltaicos, en comparación y por término medio, alcanzan sólo el 15. Sin embargo, las inventoras del Solar Steam han comentado que esperan que las primeras aplicaciones de la nueva tecnología no vayan enfocadas a producir electricidad, sino a purificar agua y mejorar el saneamiento de los países en vías de desarrollo.

“Esto es mucho más importante que sólo la electricidad”, comentó Naomi Halas, directora del LANP y científica jefe del proyecto . “Con esta tecnología, estamos empezando a pensar en la energía solar térmica de una manera completamente distinta. No vamos a cambiar ninguna de las leyes de la termodinámica, pero estamos hirviendo agua de una forma radicalmente diferente”.

La eficiencia de la tecnología Solar Steam se debe a las nanopartículas que capturan la luz solar y que la convierten en calor. Al sumergirlas en agua y exponerlas al Sol, las nanopartículas se calientan tan rápidamente que al instante evaporan el agua convirtiéndola en vapor. Naomi Halas comentó que, la eficiencia de la técnica se incrementará cuando la tecnología se perfeccione, pues en este momento está en sus inicios.

“Vamos a calentar agua a macro escala calentándola en la nanoescala”, comentó Halas. “Nuestras partículas son muy pequeñas -incluso más pequeñas que la longitud de onda de la luz- lo que significa que tienen una superficie extremadamente pequeña para disipar el calor. Este calentamiento intenso nos permite generar vapor a nivel local, en la superficie de cada partícula, y la idea de generar vapor a ese nivel es realmente interesante”.

El vapor es uno de los fluidos industriales más utilizados del mundo. Cerca del 90% de la electricidad que consumimos se produce a partir de vapor, y éste también se utiliza para esterilizar residuos médicos e instrumentos quirúrgicos, para cocinar y purificar agua, entre otras muchas aplicaciones.

La mayor parte del vapor industrial se produce en grandes calderas, y la eficiencia del Solar Steam podría permitir producir vapor barato a escala mucho más pequeña.

Las personas que viven en los países en vías de desarrollo serán las primeras en beneficiarse del “Vapor Solar”. Estudiantes de ingeniería de la Universidad de Rice ya han desarrollado un autoclave alimentado con este sistema que es capaz de esterilizar instrumentos médicos y dentales de clínicas que carecen de acceso a la electricidad. Naomi Halas también ganó una beca “Grand Challenges” (Grandes Retos) de la Fundación Bill y Melinda Gates para desarrollar un dispositivo a pequeña escala para el tratamiento de los residuos orgánicos humanos, para zonas que carecen de alcantarillado y de electricidad.

“La tecnología “Vapor Solar” es notable debido a su eficiencia”, comentó Oara Neumann. “No requiere de hectáreas de espejos o de placas solares. De hecho, el espacio requerido es muy pequeño. Por ejemplo, la superficie por la que entra la luz solar en nuestro autoclave de demostración tienen sólo unos pocos centímetros cuadrados”.

Otro uso potencial de esta tecnología sería para la alimentación de sistemas híbridos de aire acondicionado y de calefacción. El equipo desarrollador del concepto ha realizado experimentos de destilación, encontrando que el “Solar Steam” es aproximadamente dos veces y media más eficiente que las actuales columnas de destilación.

A continuación un vídeo que muestra el dispositivo en funcionamiento con diversas explicaciones de sus desarrolladoras.

Fuente e imágenes:   Universidad de Rice

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