Condensador para obtener agua de la atmósfera por enfriamiento radiativo

Figura 2. Características geométricas del condensador

En los intercambios convectivos están conectados una convección natural y otra forzada. La altura de los platos puede no ser suficiente para mantener el aire en calma sobre el radiador. En este caso se debe unir, al primer plato, otro plato de la misma naturaleza con las mismas propiedades térmicas, cuyos objetivos son:

• Por un lado ocultar una parte de la bóveda celestial. Para ello se elige un ángulo de 15⁰.
• Por otro lado cambiar la convección forzada sobre el sistema en convección natural.

Awanou [1] construyó un condensador con estas formas geométricas, utilizando film de polietileno como superficie del condensador sobre una armadura de alambre galvanizado con las formas y ángulo descritos. El aire, que es enfriado ligeramente por este segundo plato, desliza hasta el primero y se enfría más, alcanzando su temperatura, la del punto de rocío. En contacto con el radiador parte de la humedad de este aire se condensa.

Materiales y métodos

Construcción del condensador

Para la determinación del ángulo mínimo de la superficie condensadora sobre el plano horizontal se consideran las coordenadas geográficas del lugar: 39,5⁰ de latitud Norte y 0,46667⁰ de longitud Oeste.

Los cálculos expresados por Awanou [1] indican que el valor mínimo de inclinación de la superficie sobre el horizonte debe ser tal que evite el intercambio de calor con las bandas horizontales de la bóveda celestial. Para ello consideramos platos inclinados al exterior, con una altura tal que el ángulo para ocultar el firmamento sea de 25⁰ respecto al centro del radiador. La inclinación de las paredes de 45⁰ cumple con los requisitos expresados.

El condensador se ha construido con poliéster y fibra de vidrio sobre un molde de latón soldado, con la geometría que se indica en la Fig. 1. El espesor de la capa de poliéster es de 1 mm, que corresponde a una sola capa de la resina.

En la misma figura se ha representado una sección con las diferentes capas que componen la pared del condensador. En la fotografía puede verse el condensador construido con el dispositivo para recolectar agua condensada durante el período nocturno.

La superficie de poliéster se ha cubierto con una capa de pintura de color blanco Hempel Primer, utilizada en la náutica. Según Masato Tazawa [2], las pinturas blancas tienen alta reflectancia solar. Además, normalmente tienen alta absorción en la región del infrarrojo (IR) y a temperatura superficial baja emiten radiación térmica a través de la ventana de la atmósfera, bajo condiciones del cielo claras. El poder radiativo enfriante, a la temperatura del ambiente, es alto ya que su coeficiente de emisividad es del orden de 0,95.

La cara opuesta a la superficie radiante se ha aislado con una capa de poliuretano de baja densidad, de 10 mm de espesor, con lo que evitamos los movimientos convectivos del aire en esa zona. El aislante se ha cubierto con una hoja de aluminio abrillantado, que evita la transmisión de calor por radiación del suelo o de los cuerpos situados en la proximidad del condensador.