CIENCIA. El agua se puede evaporar con sólo luz, sin calor, según un sorprendente estudio

El agua se puede evaporar con sólo luz, sin calor, según un sorprendente estudio

 

Un sorprendente estudio sugiere que la luz por sí sola puede evaporar el agua sin calor, e incluso hacerlo de manera más eficiente

Al contrario de lo que todos aprendimos en la clase de ciencias de la escuela primaria, resulta que puede que no sea necesario el calor para evaporar el agua. Los científicos del MIT han hecho el sorprendente descubrimiento de que la luz por sí sola puede evaporar el agua y es incluso más eficiente que el calor. 

01 noviembre 2023.- El hallazgo podría mejorar nuestra comprensión de los fenómenos naturales o impulsar los sistemas de desalinización.

La evaporación ocurre cuando las moléculas de agua cerca de la superficie del líquido absorben suficiente energía para escapar al aire en forma de gas: vapor de agua. Generalmente, el calor es la fuente de energía y, en el caso del ciclo del agua de la Tierra, ese calor proviene principalmente de la luz solar.

Pero en los últimos años, diferentes equipos de científicos han observado discrepancias en sus experimentos sobre el agua contenida en los hidrogeles. El agua parecía evaporarse a velocidades mucho más altas de lo que debería ser posible según la cantidad de calor a la que estaba expuesta, a veces triplicando la velocidad máxima teórica.

Entonces, para el nuevo estudio, los científicos del MIT se propusieron investigar qué podría estar sucediendo. Después de algunos experimentos básicos, sospecharon que la propia luz estaba provocando el exceso de evaporación. La idea es sorprendente porque el agua realmente no absorbe la luz, de ahí que puedas ver a través de ella a una profundidad decente si está limpia. 

La investigación fue publicada en la revista PNAS .

Para comprobar realmente su hipótesis, los científicos colocaron una muestra de hidrogel en un recipiente sobre una balanza, la expusieron a diferentes longitudes de onda de luz en secuencia y midieron la cantidad de masa que perdió con el tiempo debido a la evaporación. El equipo fue controlado cuidadosamente y las luces protegidas para evitar que se introdujera calor en el sistema y alterara los resultados.

Y efectivamente, el agua se estaba evaporando a un ritmo mucho mayor de lo que debería permitir el límite térmico. El grado de evaporación parecía variar según las longitudes de onda de la luz, alcanzando su punto máximo en una longitud de onda de luz verde. Esta dependencia del color añade evidencia de que no está relacionada con el calor.

El agua se evapora de un hidrogel bajo luz verde, que resultó ser la longitud de onda máxima. MIT

A continuación, los investigadores repitieron el experimento en la oscuridad, utilizando electricidad para aplicar la misma cantidad de calor al hidrogel que en el experimento con luz. La tasa de evaporación del agua se mantuvo dentro del límite térmico y muy por debajo de la alcanzada con la exposición a la luz.

El equipo denominó al nuevo fenómeno "efecto fotomolecular" y planteó la hipótesis de que los fotones de luz podrían potencialmente "escindir" grupos de moléculas de agua cerca de la superficie del líquidoSi bien hasta ahora solo se ha observado en condiciones de laboratorio cuidadosamente controladas, los investigadores dicen que también podría estar sucediendo en la naturaleza, como en las nubes o en la superficie del mar, aunque en esas condiciones probablemente el calor siga haciendo la mayor parte del trabajo. .

El equipo también sugiere que el efecto fotomolecular podría usarse potencialmente para mejorar la eficiencia de sistemas como la desalinización o el enfriamiento por evaporación. 

Los investigadores ya han recibido una subvención para estudiar su uso en la desalinización con energía solar, que estiman que podría aumentar la eficiencia tres o cuatro veces. También cuentan con financiación para explorar si el efecto podría estar alterando los modelos climáticos.

Fuente: MIT

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