Historia
Contenido
A partir de principios del siglo , una serie de inventores experimentaron con colectores de gran masa. Destacaremos al ingeniero ruso Friedrich Zibold") (a veces se pone como Friedrich Siebold[10]), el bioclimatólogo francés Leon Chaptal"), el investigador alemán-australiano Wolf Klaphake") y el belga Achille Knapen").
Colector de Zibold
En 1900, cerca la ciudad bizantina de Feodosia, fueron descubiertos 13 grandes montones de piedras por Zibold que era un forestal y el ingeniero a cargo de esta área.[12] Cada pila de piedra cubría poco más de 900 m² y tenía una altura de 10 m. Los hallazgos se asociaron con los restos de tuberías de terracota de 75 mm de diámetro, que aparentemente llevaron a pozos y fuentes de la ciudad. Zibold concluyó que las pilas de piedra eran condensadores que abastecían a Feodosia con agua; y se calcula que cada pozo aéreo podía producir más de 55 400 L al día.[10].
Para verificar su hipótesis Zibold construyó un condensador con pilas de piedra a una altitud de 288 m en el monte Tepe-Oba, cerca de Feodosia; estaba rodeado por un muro de 1 m de alto y 20 m de ancho, alrededor de un área de recolección en forma de cuenco con drenaje. Zibold usó las piedras del mar de 10 a 40 cm de diámetro apiladas hasta 6m de altura con forma tronco-cónica de 8 m de diámetro en su parte superior. La forma de la pila de piedra permite un buen flujo de aire con contacto térmico solamente mínimo entre las piedras.[13].
El condensador de Zibold comenzó a operar en 1912 con una producción diaria máxima que se estimó haber sido de 360 L (Zibold no publicó resultados).[10] La base desarrolló filtraciones que obligaron al experimento a poner fin en 1915 y el lugar fue parcialmente desmantelado antes de ser abandonado. Aunque el sitio fue redescubierto en 1993 y limpiado.[13] El condensador de Zibold fue aproximadamente del mismo tamaño que las antiguas pilas de piedra que se habían encontrado,[13] y aunque el rendimiento fue mucho menor que el rendimiento que Zibold había calculado para las estructuras originales, el experimento sirvió de inspiración para los desarrolladores posteriores.
Colector de Chaptal
Inspirado por el trabajo de Zibold, Chaptal construyó un pequeño pozo aéreo cerca de Montpellier en 1929. El condensador de Chaptal es una estructura piramidal "Pirámide (geometría)") de hormigón de 3 m² y 2.5 m de alto, se llenó de 8 m³ de piezas de caliza de aproximadamente 7.5 cm de diámetro. Los orificios de ventilación son pequeños rodeando las partes superior e inferior de la pirámide, y pueden ser cerrados o abiertos según se requiera para controlar el flujo de aire. La estructura se deja enfriar de noche, y de día queda expuesta al aire caliente y húmedo. Posteriormente el rocío formado en las piezas de piedra caliza se recoge en un depósito por debajo del nivel del suelo. La cantidad de agua obtenida varía entre 1 y 2.5 L al día dependiendo de las condiciones atmosféricas.[14].
Chaptal no consideró su experimento como un éxito. Cuando se retiró en 1946, dejó el condensador fuera de servicio, posiblemente porque no quería dejar una instalación incorrecta capaz de inducir a error a los que más tarde podrían continuar los estudios de los pozos aéreos.[3].
Colectores de Klaphake
Wolf Klaphake") fue un químico exitoso que trabajó en Berlín entre la década de 1920 y la de 1930. Durante ese tiempo, probó varias formas de pozos aéreos en Yugoslavia y la Isla de Vis "Vis (isla)") del Mar Adriático. Su trabajo se inspiró en Zibold[15] y en Maimónides, un conocido erudito judío que escribió en árabe hace unos 1000 años y que menciona el uso de condensadores de agua en Palestina.[13].
Klaphake experimentó con un diseño muy simple: parte de ladera de una montaña se despejaba y se cubría con una superficie impermeable, acompañado de pilares o crestas. Los lados de la estructura estaban cerrados, aunque los bordes superior e inferior se dejaron abiertos. De noche la ladera se enfriaba y la humedad del día se condensaba y deslizaba por la superficie alisada. El sistema funcionaba, sin embargo era caro, y Klaphake finalmente adoptó un diseño más compacto basado en una estructura de mampostería. Se trataba de un edificio en forma de pan de azúcar "Pan de azúcar (alimento)"), de unos 15 m de alto, con paredes de por lo menos 2 m de espesor, con agujeros en la parte superior y en la parte inferior. La pared exterior estaba hecha de hormigón para conseguir una alta capacidad térmica, la superficie interna estaba hecha de arenisca por su porosidad.[16] Según Klaphake:.
Presuntamente se han identificado las huellas de los condensadores de Klaphake.[17].
En 1935, Wolf Klaphake y su esposa María emigraron a Australia. Probablemente la decisión de emigrar fue principalmente el resultado de los encuentros de María con las autoridades nazis;[18][19] su decisión de establecerse en Australia (en lugar de, por ejemplo, en Gran Bretaña) fue influenciado por el deseo de Wolf de desarrollar un condensador de rocío "Rocío (fenómeno físico)").[19] Al ser un continente seco, Australia probablemente necesitará otras fuentes de agua dulce, y el primer ministro de Australia del Sur, a quien había conocido en Londres, había expresado su interés. Klaphake hizo una propuesta específica para un condensador en la pequeña ciudad de Cook&action=edit&redlink=1 "Cook (Australia del Sur) (aún no redactado)"), donde no había suministro de agua potable. En Cook, la compañía ferroviaria había instalado anteriormente un gran condensador activo alimentado por carbón,[20] pero era prohibitivamente caro de mantener, ya que era más barato transportar agua. Sin embargo, el gobierno de Australia rechazó la propuesta de Klaphake, y perdió interés en el proyecto.[21][15].
Pozo aéreo de Knapen
Knapen, que había trabajado previamente en los sistemas para eliminar la humedad de edificios,[22][23][24] estaba a su vez inspirado en la obra de Chaptal y se dedicó a la construcción de un ambicioso gran pozo de aire (pozo aéreo) en una colina de 180 m en Trans-en-Provence en Francia.[2][25] A partir de 1930, la torre de rocío de Knapen le tomó 18 meses para su construcción y aún sigue en pie, aunque en estado ruinoso. En el momento de su construcción, el condensador atrajo algún interés público.[26].
La torre tiene unos altos muros de 14 m hechos de mampostería masiva con un espesor de 3 m en el que hay una serie de aberturas para que entre aire. En el interior hay una enorme columna de hormigón. Por la noche, toda la estructura se enfría y durante el día el cálido aire húmedo entra en la estructura a través de las aberturas altas, se enfría, y sale por las aberturas inferiores.[27] La intención de Knapen era que el agua debe condensarse en el frío de la columna interna. De acuerdo con la constatación del Chaptal que la superficie de condensación debe ser dura y la tensión superficial debe ser suficientemente baja para que el agua condensada pueda gotear, la superficie externa de la columna central estaba tachonada con la proyección de placas de pizarra "Pizarra (roca)"), colocadas casi verticalmente para favorecer el goteo hacia abajo a un depósito colector en la parte inferior de la estructura.[13] Por desgracia, el pozo aéreo nunca logró alcanzar el rendimiento esperado y produjo unos pocos litros de agua cada día.[28].
Organización Internacional para el aprovechamiento del rocío
A finales del siglo , se entienden mucho mejor los detalles de cómo condensa el rocío, la idea clave es que la realizan mejor los colectores de baja masa que pierden rápidamente el calor por radiación. Un número de investigadores trabajó en este método.[29] A principios de 1960, se utilizaron en Israel para el riego de las plantas unos condensadores de rocío hechos de hojas de polietileno apoyados en un marco simple parecido a una tienda de campañ de estilo canadiense. Los plantones suministrados por el rocío y la muy ligera lluvia de estos colectores sobrevivieron mucho mejor que el grupo de control plantado sin estas ayudas (todos ellos se secaron durante el verano).[30] En el año 1986, en Nuevo México, condensadores fabricados de un folio especial producen agua suficiente para abastecer a los árboles jóvenes.[4].
En 1992, un grupo de académicos franceses asistieron a una conferencia en Ucrania sobre la condensación del rocío, donde el físico Daniel Beysens les presentó la historia de cómo la antigua Feodosia se abastece de agua de condensadores de rocío. Estuvieron lo suficientemente intrigados para que en 1993 lo fueran a ver por sí mismos. Llegaron a la conclusión de que los montículos identificados por Zibold como condensadores de rocío eran de hecho antiguos túmulos (una parte de la necrópolis de antigua Feodosia) y que los tubos eran de origen medieval y no asociados con el montículos. Encontraron los restos de condensador que construyó Zibold, y lo examinaron de cerca. Aparentemente el condensador de Zibold se había comportado razonablemente bien, pero en realidad sus resultados exactos no están del todo claros, y es posible que el colector estaba interceptando niebla, aumentando con esto significativamente el rendimiento.[10] Si el condensador del Zibold trabajó en absoluto, esto se debió probablemente al hecho de que algunas piedras cerca de la superficie del montículo fueron capaces de perder calor por la noche mientras estaban térmicamente aisladas de la tierra; sin embargo, nunca podrían haber producido el rendimiento que Zibold había previsto.[3][31].
Henchidos de entusiasmo, el grupo volvió a Francia para configurar la "Organización Internacional para el aprovechamiento del rocío" (International Organisation for Dew Utilization) (OPUR), con el objetivo concreto de poner al rocío disponible como una fuente alternativa de agua.[32].
OPUR comenzó un estudio de condensación en condiciones de laboratorio; desarrollaron una película hidrofóbica especial y experimentaron con instalaciones de prueba, incluyendo un colector de 30 m² en Córcega.[33] Entre las ideas fundamentales se incluye la idea de que la masa de la superficie de condensación debe ser tan baja como sea posible de modo que no pueda retener fácilmente el calor, que debe ser protegido de la radiación térmica no deseada por una capa de aislamiento, y que debe ser hidrófoba, a fin de arrojar la humedad condensada fácilmente.[34].