¿Qué obtienes cuando cruzas un enfoque novedoso para la recolección de agua con una ligera niebla? La respuesta: mucha más agua de la que esperabas.
El desarrollo del arpa de niebla, una combinación interdisciplinaria de ingeniería de Virginia Tech con diseño biomimético, se informó por primera vez en 2018. La esperanza detrás del desarrollo del arpa de niebla era simple: en áreas del mundo donde el agua es escasa pero hay niebla presente,extraer agua utilizable de la niebla podría convertirse en una opción sostenible. Si bien las redes de niebla ya están en uso, la eficiencia superior del arpa de niebla podría aumentar drásticamente el número de regiones en todo el mundo donde la recolección de niebla es viable. La diferencia radica en la asombrosa capacidad del arpa de niebla paraderiva el agua de una niebla menos densa que sus predecesoras.
El enfoque asociado ha sido una combinación de un nuevo diseño con la ciencia existente. La ciencia se inició con el Profesor Asistente Jonathan Boreyko del Departamento de Ingeniería Mecánica dentro de la Facultad de Ingeniería. Su grupo planteó la hipótesis del enfoque del arpa y caracterizó el rendimiento de los prototipos de arpaEl desarrollo del diseño ha sido dirigido por el profesor asociado Brook Kennedy, del Departamento de Diseño Industrial de la Facultad de Arquitectura y Estudios Urbanos. El desarrollo de productos y el conocimiento de los materiales de Kennedy llevaron el proyecto al punto en el que podría prototiparse y probarse en entornos del mundo real.Los primeros fondos vinieron del Instituto para la Creatividad, las Artes y la Tecnología.
"Miles de millones de personas enfrentan escasez de agua en todo el mundo", dijo Kennedy. "Creemos que el arpa de niebla es un gran ejemplo de un invento relativamente simple y de baja tecnología que aprovecha el conocimiento de la naturaleza para ayudar a las comunidades a satisfacer sus necesidades más básicas".
El diseño de "arpa" utiliza cables paralelos para recoger el agua ambiental de la niebla, mientras que la tecnología actual en uso en todo el mundo se basa principalmente en una malla de pantalla. La teoría probada en laboratorio para el nuevo dispositivo era que los cables paralelos son más eficientes en la recolecciónagua, evitando obstrucciones y mejorando el drenaje en el colector. Las primeras pruebas a pequeña escala de los investigadores mostraron que en condiciones de alta niebla, sus arpas superaron a las que tenían mallas en un factor de dos a uno.
Las pruebas se trasladaron literalmente al campo. En los campos abiertos de la granja Kentland Farm de Virginia Tech, el entonces estudiante de pregrado Brandon Hart construyó estructuras techadas para evitar que la lluvia impactara los hallazgos. Bajo estas cubiertas, se colocaron arpas de niebla lado a lado con tresdiferentes cosechadoras de malla: una con diámetros de alambre equivalentes al arpa, una con un tamaño de alambre más óptimo para la cosecha y otra con malla Raschel, una malla hecha de cintas de panel plano en forma de V entre soportes horizontales.La malla en forma es actualmente la más popular entre los sitios de recolección de niebla en todo el mundo.
Mientras que las condiciones de niebla se utilizaron en el laboratorio, las condiciones reales de niebla que rodean a Virginia Tech son generalmente mucho más ligeras. Cuando comenzaron las pruebas de campo, Boreyko y Kennedy se mostraron escépticos de que la niebla disponible proporcionaría la retroalimentación que necesitaban para realizar las pruebas adecuadas.quedaron gratamente sorprendidos
A medida que la niebla comenzó a rodar sobre las colinas del Valle del Río Nuevo, las arpas de niebla siempre mostraron resultados. En la niebla fina, las tuberías de recolección de los colectores de malla estaban completamente desprovistas de goteos. A pesar de que la densidad de la niebla aumentó, las arpas continuaron superando sucompañeros. Dependiendo de la densidad de la niebla, esto varió desde el doble de producción hasta casi 20 veces.
Al reunir los estudios de laboratorio y los datos de campo, los investigadores determinaron que el potencial de recolección es el resultado de múltiples factores. El mayor de ellos es el tamaño de las gotas de agua recolectables entre la malla y el arpa. Para cosechar en ambos casos, el agua debe ser atrapada en ella malla o el arpa a medida que pasa el aire, viajando hacia los puntos de recolección por gravedad. Las arpas de niebla usan solo cables verticales, creando un camino sin obstáculos para las gotas móviles. Los colectores de malla, por el contrario, tienen una construcción tanto horizontal como vertical, y las gotas de agua deben ser significativamentemás grande para cruzar las piezas horizontales. En las pruebas de campo, los recolectores de malla requerían rutinariamente que las gotas alcanzaran un tamaño aproximadamente 100 veces más grande que las de las arpas antes de descender. El agua que nunca cae simplemente se evaporará y no se podrá recolectar.
"Ya sabíamos que en la densa niebla, podemos obtener al menos el doble de agua", dijo Boreyko. "Pero al darnos cuenta en nuestras pruebas de campo que podemos obtener hasta 20 veces más agua en promedio en una niebla moderada daesperamos que podamos mejorar dramáticamente la amplitud de las regiones donde la recolección de niebla es una herramienta viable para obtener agua fresca descentralizada ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Virginia Tech . Original escrito por Alex Parrish. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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