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En determinadas condiciones, en la interfaz donde el agua se encuentra con el aire, la luz puede provocar directamente la evaporación sin necesidad de calor, incluso de forma más eficiente.
Después de llevar a cabo una serie de nuevos experimentos y simulaciones, y de reexaminar algunos de los resultados de varios grupos que afirmaban haber superado el límite térmico, un equipo de investigadores del MIT ha llegado a esta sorprendente conclusión.
En estos ensayos, el agua se mantuvo en un material de hidrogel, pero los investigadores sugieren que el fenómeno también puede ocurrir en otras condiciones.
El fenómeno podría desempeñar un papel en la formación y evolución de la niebla y las nubes y, por tanto, sería importante incorporarlo a los modelos climáticos para mejorar su precisión, afirman los investigadores. Y podría desempeñar un papel importante en muchos procesos industriales, como la desalinización del agua con energía solar, permitiendo quizás alternativas al paso de convertir primero la luz solar en calor, según un comunicado del MIT.
Los investigadores sometieron la superficie del agua a diferentes colores de luz en secuencia y midieron la tasa de evaporación. Lo hicieron colocando un recipiente de hidrogel cargado de agua en una báscula y midiendo directamente la cantidad de masa perdida por evaporación, además de monitorear la temperatura sobre la superficie del hidrogel. Las luces estaban protegidas para evitar que introdujeran calor adicional. Los investigadores descubrieron que el efecto variaba con el color y alcanzaba su punto máximo en una longitud de onda particular de luz verde. Esta dependencia del color no tiene relación con el calor y, por lo tanto, respalda la idea de que es la luz misma la que causa al menos parte de la evaporación.
Los investigadores intentaron duplicar la tasa de evaporación observada con la misma configuración pero usando electricidad para calentar el material y sin luz. Aunque el aporte térmico fue el mismo que en la otra prueba, la cantidad de agua que se evaporó nunca superó el límite térmico. Sin embargo, lo hizo cuando la luz solar simulada estaba encendida, confirmando que la luz era la causa de la evaporación adicional.
Aunque el agua en sí misma no absorbe mucha luz, y tampoco lo hace el material de hidrogel, cuando los dos se combinan se convierten en fuertes absorbentes, dice el profesor de ingeniería mecánica y primer autor Gang Chen. Eso permite que el material aproveche la energía de los fotones solares de manera eficiente y supere el límite térmico, sin necesidad de tintes oscuros para la absorción.
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