Cuando la conversación se centra en las fuentes de energía renovable, no se suele hablar de evaporación. Sin embargo, los científicos creen que la evaporación de los lagos y embalses de Estados Unidos podría generar casi el 70% de la energía que la nación produce en la actualidad e incluso podría cubrir la demanda de día y de noche, resolviendo los problemas de intermitencia planteados por la energía solar y la eólica.
"La evaporación ocurre día y noche durante todo el año", dijo Ahmet-Hamdi Cavusoglu, estudiante de postgrado de la Universidad de Columbia y autor principal de un nuevo estudio publicado en la revista _Nature Communications _que calculó el posible impacto futuro de la evaporación como fuente de energía renovable. "Mediante el control de la evaporación, podemos almacenar y controlar la potencia de salida, lo que nos permite ofrecer energía confiable a demanda sin necesidad de baterías y otros métodos de almacenamiento de energía".
Ozgur Sahin, biofísico de Columbia y autor principal del artículo, ha desarrollado una tecnología que utiliza esporas de la inofensiva bacteria ‘bacillus subtilis’ para absorber y liberar agua cuando cambia la humedad relativa del aire circundante. A alta humedad, las esporas absorben agua y se expanden, y a baja humedad liberan agua y se contraen. "En este proceso, actúan como un músculo", dijo. "Son músculos altamente efectivos, y es posible unir esporas en materiales más grandes que se muevan y generen fuerza cuando cambian los niveles de humedad".
La máquina, desarrollada por el laboratorio de Sahin, controla la humedad con persianas que se abren y cierran, provocando que las tiras de plástico recubiertas de esporas se expandan y contraigan. "Cuando las persianas están cerradas, la evaporación de la superficie del agua eleva el nivel de humedad por debajo de las persianas, haciendo que las tiras recubiertas de esporas se alarguen", explicó. "El movimiento de la tira abre las persianas, lo que reduce los niveles de humedad dejando salir la humedad. El ciclo llega a su fin cuando las tiras recubiertas de esporas acortan y cierran las persianas. Debido a que el proceso es cíclico, las tiras recubiertas de esporas se alargan y acortan repetidamente".
El extremo móvil de las tiras está conectado a un generador, que produce la electricidad. "Tenemos la tecnología para aprovechar la energía del viento, el agua y el sol, pero la evaporación es igual de poderosa", dijo Sahin. "Ahora podemos poner un número en su potencial".
La tecnología también tiene el potencial de ahorrar agua. El estudio estimó que la mitad del agua que se evapora naturalmente de los lagos y embalses a la atmósfera podría ser conservada durante el proceso, que asciende a alrededor de 25 billones de galones al año, o aproximadamente una quinta parte del agua consumida por los estadounidenses.
Sahin agregó que conservar esa cantidad de agua tendría poco impacto en los patrones climáticos. Incluso si se desplegara a gran escala, su tecnología no reduciría significativamente la humedad atmosférica que más tarde resultaría en fuertes lluvias porque "la precipitación y la humedad es mayormente impuesta por el océano", dijo.
Klaus Lackner, un físico de la Universidad Estatal de Arizona no involucrado en el estudio, está desarrollando árboles artificiales que extraen dióxido de carbono del aire, en parte usando la evaporación. "La evaporación tiene el potencial de hacer mucho trabajo", dijo Lackner. "Es agradable ver que los ciclos de secado y mojado también pueden ser usados para recoger energía mecánica".
Al calcular el potencial de evaporación, los autores limitaron sus cálculos a Estados Unidos, donde se puede disponer de los datos meteorológicos con mayor facilidad y excluyeron áreas tales como tierras de cultivo, ríos, los Grandes Lagos y costas para evitar errores asociados con el modelado de interacciones más complejas.
El trabajo de los investigadores es todavía experimental y reducido a pruebas de laboratorio. Sin embargo, "si la tecnología se puede hacer eficiente y escalable al tamaño de un campo de fútbol, entonces el uso generalizado de la evaporación como una fuente de energía podría ser posible", dijo Sahin. "Hay muchas masas de agua usadas por los granjeros, los municipios y las agencias de la gerencia del agua" que podrían proporcionar fuentes de evaporación además de las masas naturales de agua. Además, como muchos de los materiales utilizados son biológicos y pueden ser cultivados fácilmente, la maquinaria probablemente no sería muy cara, añadió.
Una de sus principales ventajas es la capacidad de producir energía sólo cuando sea necesaria. La solar y la eólica requieren baterías de reserva cuando el sol no brilla o el viento no está soplando. Además, las baterías no son baratas y, a menudo, están hechas de materiales tóxicos.
"La demanda de electricidad humana varía estacional y diariamente", dijo Cavusoglu. "Usamos más energía durante el verano, y usamos más energía en la tarde cuando la gente llega a casa del trabajo. Sin embargo, la disponibilidad de energía eólica y solar no concuerda con nuestra demanda. Esta necesidad de energía a la demanda es importante para nuestra vida cotidiana, tanto como para mantener las luces encendidas en los hospitales como para poder ver las series de Netflix en casa".
"Hoy en día, la expansión de las tecnologías de energía renovable se enfrenta a muchos desafíos técnicos y no técnicos", dijo Sahin. "Una tecnología de energía renovable basada en la evaporación podría complementar muy bien las existentes, ofreciendo una alternativa que podría ser más adecuada en un lugar concreto, o generar energía cuando las otras tecnologías de energía renovable no pueden".
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