História
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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").
Coletor Zibold
Em 1900, perto da cidade bizantina de Feodosia, 13 grandes pilhas de pedras foram descobertas por Zibold, que era engenheiro florestal e engenheiro responsável por esta área.[12] Cada pilha de pedra cobria pouco mais de 900 m² e tinha 10 m de altura. Os achados estavam associados aos restos de tubos de terracota de 75 mm de diâmetro, que aparentemente conduziam a poços e fontes na cidade. Zibold concluiu que as pilhas de pedra eram condensadores que forneciam água a Feodosia; e estima-se que cada poço aéreo possa produzir mais de 55.400 L por dia.[10].
Para verificar sua hipótese, Zibold construiu um condensador com estacas de pedra a uma altitude de 288 m no Monte Tepe-Oba, perto de Feodosia; Foi circundado por um muro de 1 m de altura e 20 m de largura, em torno de uma área de coleta em forma de tigela com drenagem. Zibold utilizou pedras marinhas de 10 a 40 cm de diâmetro empilhadas até 6 m de altura com formato cônico truncado de 8 m de diâmetro no topo. O formato da pilha de pedras permite um bom fluxo de ar com contato térmico mínimo entre as pedras.[13].
O condensador Zibold começou a operar em 1912 com uma produção diária máxima estimada em 360 L (Zibold não publicou resultados). A base desenvolveu vazamentos que forçaram o término do experimento em 1915 e o local foi parcialmente desmontado antes de ser abandonado. Embora o local tenha sido redescoberto em 1993 e limpo. O condensador de Zibold tinha aproximadamente o mesmo tamanho das antigas pilhas de pedra encontradas e, embora o rendimento fosse muito inferior ao rendimento que Zibold havia calculado para as estruturas originais, o experimento forneceu inspiração para desenvolvedores posteriores.
Colecionador de Chaptal
Inspirado no trabalho de Zibold, Chaptal construiu um pequeno poço aéreo perto de Montpellier em 1929. O condensador de Chaptal é uma estrutura piramidal de concreto "Pirâmide (geometria)" de concreto com 3 m² e 2,5 m de altura, preenchida com 8 m³ de pedaços de calcário com aproximadamente 7,5 cm de diâmetro. Os orifícios de ventilação são pequenos ao redor do topo e da base da pirâmide e podem ser fechados ou abertos conforme necessário para controlar o fluxo de ar. A estrutura é deixada esfriar à noite e durante o dia fica exposta ao ar quente e úmido. Posteriormente, o orvalho formado nos pedaços de calcário é recolhido num tanque abaixo do nível do solo. A quantidade de água obtida varia entre 1 e 2,5 L por dia dependendo das condições atmosféricas.[14].
Chaptal não considerou seu experimento um sucesso. Ao se aposentar em 1946, deixou o condensador fora de serviço, possivelmente porque não queria deixar uma instalação incorreta que pudesse enganar aqueles que mais tarde pudessem continuar os estudos dos poços aéreos.[3].
Colecionadores Klaphake
Wolf Klaphake") foi um químico de sucesso que trabalhou em Berlim entre as décadas de 1920 e 1930. Durante esse tempo, ele testou várias formas de poços aéreos na Iugoslávia e na Ilha de Vis "Vis (ilha)") no Mar Adriático. Seu trabalho foi inspirado por Zibold[15] e por Maimonides, um conhecido estudioso judeu que escreveu em árabe há cerca de 1.000 anos e que menciona o uso de condensadores de água em Palestina.[13].
Klaphake experimentou um projeto muito simples: parte da encosta de uma montanha foi desmatada e coberta com uma superfície impermeável, acompanhada por pilares ou cumes. As laterais da estrutura foram fechadas, embora as bordas superior e inferior tenham ficado abertas. À noite, a encosta esfriava e a umidade do dia condensava-se e deslizava pela superfície alisada. O sistema funcionou, porém era caro, e Klaphake acabou adotando um projeto mais compacto baseado em uma estrutura de alvenaria. Era uma construção em forma de pão de açúcar (Pão de Açúcar (comida)), com cerca de 15 m de altura, com paredes de pelo menos 2 m de espessura, com furos na parte superior e inferior. A parede externa foi feita de concreto para atingir uma alta capacidade térmica, a superfície interna foi feita de arenito devido à sua porosidade.[16] Segundo Klaphake:.
Presumivelmente, vestígios dos capacitores Klaphake foram identificados.[17].
Em 1935, Wolf Klaphake e sua esposa Maria emigraram para a Austrália. Provavelmente, a decisão de emigrar foi principalmente o resultado dos encontros de Maria com as autoridades nazistas; Sua decisão de se estabelecer na Austrália (em vez de, por exemplo, na Grã-Bretanha) foi influenciada pelo desejo de Wolf de desenvolver um condensador de orvalho "Orvalho (fenômeno físico)"). Klaphake fez uma proposta específica para um condensador na pequena cidade de Cook&action=edit&redlink=1 "Cook (South Australia) (ainda não elaborado)"), onde não havia abastecimento de água potável. Em Cook, a companhia ferroviária já havia instalado um grande condensador ativo movido a carvão,[20] mas sua manutenção era proibitivamente cara, pois era mais barato transportar água. No entanto, o governo australiano rejeitou a proposta de Klaphake e perdeu o interesse no projeto.[21][15].
Knapen bem o ar
Knapen, que já havia trabalhado em sistemas para remoção de umidade de edifícios,[22][23][24] foi, por sua vez, inspirado pelo trabalho de Chaptal e começou a construir um ambicioso grande poço de ar (poço aéreo) em uma colina de 180 m em Trans-en-Provence, na França.[2][25] Começando em 1930, a torre de orvalho de Knapen levou 18 meses para ser construída e ainda está de pé, embora em estado dilapidado. Na época de sua construção, o condensador atraiu algum interesse público.[26].
A torre possui paredes de alvenaria maciça com 14 m de altura e 3 m de espessura nas quais existem uma série de aberturas para a entrada de ar. No interior existe uma enorme coluna de concreto. À noite, toda a estrutura é resfriada e durante o dia o ar quente e úmido entra na estrutura pelas aberturas altas, esfria e sai pelas aberturas inferiores.[27] A intenção de Knapen era que a água condensasse na coluna interna fria. De acordo com a constatação de Chaptal de que a superfície de condensação deve ser dura e a tensão superficial deve ser baixa o suficiente para que a água condensada possa pingar, a superfície externa da coluna central foi cravejada com placas de ardósia salientes "ardósia (rocha)", colocadas quase verticalmente para estimular o gotejamento para baixo até um tanque de coleta na parte inferior da estrutura. Infelizmente, o poço aéreo nunca conseguiu atingir o desempenho esperado e produziu alguns litros de água cada. day.[28].
Organização Internacional para o uso de orvalho
No final do século, os detalhes de como o orvalho se condensa são muito melhor compreendidos; a ideia principal é que isso é melhor feito por coletores de baixa massa que perdem calor rapidamente por meio da radiação. Vários pesquisadores trabalharam neste método.[29] No início da década de 1960, condensadores de orvalho feitos de folhas de polietileno sustentadas por uma estrutura simples semelhante a uma tenda de estilo canadense foram usados em Israel para regar plantas. As mudas fornecidas pelo orvalho e pela chuva muito leve desses coletores sobreviveram muito melhor do que o grupo de controle plantado sem esses auxílios (todas secaram durante o verão).[30] Em 1986, no Novo México, condensadores feitos de uma folha especial produziram água suficiente para abastecer as árvores jovens.[4].
Em 1992, um grupo de académicos franceses participou numa conferência na Ucrânia sobre condensação de orvalho, onde o físico Daniel Beysens apresentou-lhes a história de como a antiga Feodosia era abastecida com água de condensadores de orvalho. Eles ficaram tão intrigados que, em 1993, foram ver com os próprios olhos. Eles concluíram que os montes identificados por Zibold como condensadores de orvalho eram na verdade antigos túmulos (uma parte da necrópole da antiga Feodosia) e que os tubos eram de origem medieval e não estavam associados aos montes. Eles encontraram os restos do capacitor que Zibold construiu e o examinaram de perto. Aparentemente, o condensador Zibold teve um desempenho razoavelmente bom, mas na realidade seus resultados exatos não são totalmente claros, e é possível que o coletor estivesse interceptando a neblina, aumentando assim significativamente o desempenho. Se o condensador Zibold funcionou, isso provavelmente se deveu ao fato de que algumas pedras próximas à superfície do monte conseguiam perder calor à noite enquanto eram isoladas termicamente do solo; No entanto, eles nunca poderiam ter produzido o desempenho que Zibold havia previsto.[3][31].
Cheio de entusiasmo, o grupo regressou a França para criar a "Organização Internacional para a Utilização do Orvalho" (OPUR), com o objectivo específico de disponibilizar o orvalho como fonte alternativa de água.[32].
A OPUR iniciou um estudo de condensação em condições de laboratório; Eles desenvolveram um filme hidrofóbico especial e experimentaram instalações de teste, incluindo um coletor de 30 m² na Córsega.[33] As ideias fundamentais incluíam a ideia de que a massa da superfície de condensação deveria ser a mais baixa possível para que não pudesse reter facilmente o calor, que deveria ser protegida da radiação térmica indesejada por uma camada de isolamento, e que deveria ser hidrofóbica, a fim de liberar facilmente a umidade condensada.
Quando estavam prontos para a sua primeira instalação prática, souberam que um dos seus membros, Girja Sharan, tinha obtido uma subvenção para construir um condensador de orvalho em Kothara, na Índia. Em abril de 2001, Sharan notou alguma condensação substancial no telhado de uma casa de campo no Toran Beach Resort, na árida região costeira de Kutch, onde ficou por um breve período. No ano seguinte, investigou o fenômeno mais de perto e entrevistou a população local. Financiado pela Agência de Desenvolvimento Energético de Gujarat e pelo Banco Mundial, Sharan e sua equipe desenvolveram condensadores radiantes passivos para uso na árida região costeira de Kutch.[35] As vendas começaram em 2006.[36]