MXPA02007046A - Tubo de condensacion evaporacion solar. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un dispositivo para la condensacion de agua a partir de un liquido acuoso por medio de una gradiente de la temperatura cuyo dispositivo comprende, (a) una camara de vapor que puede ponerse en contacto con un compartimiento de condensacion en donde al menos parte del vapor de agua del liquido acuoso se condensa, y en donde dentro de la camara de vapor se ubica, (b) un compartimiento de evaporacion que tiene al menos una pared con una superficie exterior y que comprende una membrana permeable al agua y hueca, cerrada, y cuya camara de vapor tiene una superficie exterior que comprende un borde de aislamiento impermeable al agua substancialmente con una superficie interior y una exterior, de manera que existe un espacio entre una superficie interior del borde de aislamiento y la superficie exterior del compartimiento de evaporacion, y en donde la camara de vapor tiene una superficie inferior de un espesor activo que al menos es de 10% del diametro efectivo del compartimiento de evaporacion; la invencion ademas se refiere a un dispositivo y al uso de dicho dispositivo para la irrigacion de plantas, lixiviado de sal, recuperacion de agua potable, purificacion de agua mediante destilacion por membrana, y/o concentrar agua de desperdicio.

Description

TUBO DE CONDENSACIÓN-EVAPORACIÓN SOLAR MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un dispositivo para la condensación de vapor de agua por medio de un material de apoyo. Más en particular, la invención se refiere a un dispositivo que permite la evaporación de agua a partir de un líquido acuoso que contiene desperdicios y la condensación del vapor de agua resultante por medio de una gradiente de la temperatura entre este líquido acuoso y un material de apoyo. La presente invención además se refiere al uso de dicho dispositivo para la irrigación de plantas, para lixiviación de sal de suelos salina, para la recuperación de agua potable, purificación de agua contaminada, desagüe de líquidos contaminados con agua, y/o para la concentración de agua de desperdicio. En muchas partes del mundo el riego por goteo se ha vuelto una técnica ampliamente aceptada en la agricultura. La razón principal de este éxito es su capacidad de proporcionar cantidades casi iguales de agua en los puntos de goteo sin consideración de las diferencias menores en elevación que ocurren casi invariablemente en virtualmente cada panorama. Sin embargo, se ha tenido que hacer uso del agua potable que está presente actualmente, por ejemplo, en acuíferos, para alimentar el sistema de riego por goteo. Esto generalmente da como resultado que estas fuentes de agua potable se vuelvan de manera incrementada salinas durante el tiempo, que no ?.li?. *.*i . -jf "foft .. ¡ - - ****,... . únicamente es un problema para el ambiente sino también puede producir una escasez de agua potable en regiones totales. Otro enfoque es iniciar a partir de líquidos acuosos que contienen desperdicios, tales como agua de mar, para remover el desperdicio de estos líquidos acuosos, y para utilizar el agua potable resultante para riego de plantas. Esta remoción puede, por ejemplo, lograrse mediante osmosis inversa. Sin embargo, los inconvenientes de esta técnica son la operación y mantenimiento algo complicados. Otro dispositivo bien conocido para la producción de agua potable a partir de líquido acuoso que contiene desperdicios es el alambique solar como, por ejemplo, el que se describe en Solar Enerav Enaineerina. A. A. M. Sayigh (ed.), New York 1977. El agua salina se guía en estanques poco profundos, a partir de los cuales se lleva a cabo la evaporación impulsada por la energía solar y el vapor de agua resultante se condensa. Sin embargo, este sistema puede únicamente operarse en superficies de nivel, ya que de otra forma el líquido acuoso que contiene desperdicio contenido en los estanques fluirá sobre el borde del estanque y dañará el material de apoyo de plantas. Por lo tanto, la aplicabilidad de estos dispositivos se restringe a áreas de nivel por completo. Otro dispositivo que permite la evaporación de agua a partir de líquidos acuosos que contienen desperdicios y la condensación del vapor de agua resultante es conocido, por ejemplo, de E.U.A. 4,698,135. Una modalidad descrita en esta referencia es un dispositivo de riego que se i *á ?- &. ti ?*,A^ * - elabora de lámina impermeable a vapor de agua en forma de un arco y se divide en un compartimiento superior y un inferior mediante una lámina permeable al agua. A medida que la superficie superior total del compartimiento superior que contiene líquido acuoso se encuentra en contacto directo con sus entornos, una parte sustancial de la energía solar absorbida mediante líquido acuoso se pierde en estos entornos. Por lo tanto es un objeto de la presente invención reducir esta pérdida de energía de calor. El diseño de este dispositivo es muy sofisticado y susceptible al daño. Es además un objeto de la presente invención proveer un dispositivo que tenga un diseño más sólido y simple. Otra modalidad descrita en E.U.A. 4,698,135 es un dispositivo de riego que comprende un compartimiento de condensación tubular y un compartimiento de evaporación tubular. Para condensación efectiva, la pared del compartimiento de condensación debe tener una temperatura significativamente inferior que la temperatura del líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación. Al menos en regiones con temperatura ambiente elevada tal como gradiente de la temperatura no pude lograrse con dicho dispositivo. Para asegurar la condensación efectiva de vapor de agua las paredes del compartimiento de condensación se proveen con dispositivos de enfriamiento externos que contienen agua como el medio de enfriamiento. Por lo tanto es otro objeto de la presente invención proveer un dispositivo que permita la condensación eficiente de agua evaporada sin hacer la construcción de un sistema de enfriamiento externo necesario. En FR 2,707,281 se describe un dispositivo que comprende un compartimiento de condensación. El compartimiento de condensación se localiza en parte bajo tierra. La parte que se ubica bajo tierra contiene pequeñas aberturas para permitir la liberación del agua condensada en el suelo. La eficacia de evaporación de ese dispositivo es algo baja. Este dispositivo hace necesario perforar agujeros en el suelo, dando como resultado una construcción muy costosa. Por lo tanto es un objeto adicional de la presente invención proveer un dispositivo que pueda operarse por arriba del suelo con gran eficacia. WO 98/16474 describe como una modalidad menos preferida, un dispositivo para riego que comprende material hidrófilo remojado con agua de sal y calentado por el sol. El vapor de agua resultante se hace volar de la tubería por medio de un ventilador. Ya que algunos dispositivos para utilizarse en la agricultura generalmente tienen algunos cientos de metros de largos, la remoción de líquido acuoso enriquecido con sal es un problema que hace que la aplicación de dicho dispositivo sea inconveniente. Finalmente, la solicitud de patente internacional no publicada con anterioridad PCT/EP99/08159 describe un dispositivo para riego formado por medio de un compartimiento de evaporación que comprende una lámina superior que es capaz de absorber la luz solar y una lámina inferior que comprende una membrana permeable al agua e impermeable a líquido acuoso y cuya lámina forma una cavidad para ser llenada con agua de mar. El dispositivo para riego se provee en un material de apoyo de planta y la condensación ocurre directamente en el material de apoyo de planta. Se ha encontrado ahora que todos los objetivos anteriores pueden lograrse mediante un dispositivo (1) para la condensación de agua a partir de un líquido acuoso por medio de una gradiente de la temperatura, cuyo dispositivo comprende (a) una cámara de vapor (5) que puede ponerse en contacto con un compartimiento de condensación (4) en donde al menos parte del vapor de agua a partir de líquido acuoso se condensa, y en donde dentro de dicha cámara de vapor se ubica (b) un compartimiento de evaporación (2) que tiene al menos una pared con una superficie exterior y que comprende una membrana permeable al agua hueca, cerrada y cuya cámara de vapor tiene una superficie exterior que comprende un borde de aislamiento impermeable al agua sustancialmente (3) con una superficie interior y una exterior, de manera que existe un espacio entre la superficie interior del borde de aislamiento de la superficie exterior del compartimiento de evaporación, y en donde la cámara de vapor tiene una superficie inferior de un espesor activo (w) que se encuentra al menos 10% del diámetro efectivo (d) del compartimiento de evaporación. El problema de la invención reside, int. al., en el hecho de que cuando el dispositivo se encuentra en operación, existe una gradiente de la temperatura entre un líquido acuoso y un compartimiento de condensación, que puede ser un material de apoyo, y la superficie de dicho material de apoyo por debajo de la cámara de vapor tendrá una temperatura significativamente menor que la parte superior del sistema de riego y en particular el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación. Debido a la gradiente de la temperatura vertical resultante, la condensación ocurre en la parte más baja del dispositivo y por arriba de todo el compartimiento de condensación, tal como en la superficie del material de apoyo. De esta manera el agua de destila al utilizar una membrana, un procedimiento que generalmente se menciona como una destilación por membrana. De este modo, se ha encontrado sorprendentemente que una condensación altamente eficiente es posible sin que sea necesario ningún dispositivo de enfriamiento externo. Se enfatiza que el término "superficie inferior" en esta invención significa la superficie que no se dirige a la fuente del calor. El término "superficie superior" significa la superficie que se dirige a la fuente de calor. En el dispositivo de la presente invención, la gradiente de la temperatura vertical se efectúa, int. al., mediante los siguientes medios: (i) el compartimiento de evaporación se ubica dentro de la cámara de vapor, de manera que existe un espacio entre la superficie del borde de aislamiento y la superficie exterior del compartimiento de evaporación. Debido a la presencia de este espacio, cualquier pérdida de energía de calor absorbida, por ejemplo, en forma de energía solar, mediante el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación se evita o al menos se reduce. De esta forma es posible calentar el agua a temperaturas suficientemente elevadas, tales como por arriba de 60°C y preferiblemente por arriba de 70°C para obtener un procedimiento de destilación por membrana eficiente. En lugar de un compartimiento de evaporación, también se pueden utilizar dos o más compartimientos de evaporación. El término "compartimiento de evaporación" como se utiliza en esta invención significa uno o una multitud de compartimientos de evaporación; (ii) debido al hecho de que la cámara de vapor se encuentra en contacto con o conectada al compartimiento de condensación, por ejemplo cuando la superficie inferior de la cámara de vapor es el material de apoyo y/o material que reemplaza la comunicación de flujo líquido y comunicación de flujo de vapor con dicho material de apoyo. De esta manera, el compartimiento de condensación se humedece al condensar agua. Cuando el compartimiento de condensación es el material de apoyo, debido a la conductividad de temperatura alta y capacidad de calor del material de apoyo húmedo (en contraste con el material de apoyo seco), y la masa relativamente elevada de material de apoyo está contenida en el dispositivo, la energía térmica se guía lejos efectivamente de la superficie del material de apoyo. Esto da como resultado una temperatura suficientemente inferior de la superficie del material de apoyo. Además de la capacidad de calor superior y conductividad de calor del material de apoyo, la secuencia día-noche que preferiblemente está presente cuando el dispositivo se encuentra en uso, incrementa además la gradiente de la temperatura: durante la noche, la energía térmica que se ha absorbido mediante el material de apoyo por debajo del borde de aislamiento durante el día se pierde en los entornos. De este modo, la secuencia día-noche permite un uso permanente y durable del dispositivo. Se observa que si cualquiera de las condiciones anteriores (i) e (¡i) no se cumplen, la gradiente de la temperatura no siempre será suficientemente elevada para permitir una evaporación y condensación suficientes como se describirá a continuación. Sí, por ejemplo, una parte sustancial de la superficie del dispositivo se encuentra directamente en contacto con los entornos, como es el caso del dispositivo en las figuras 1 y 2 de US 4,696,135, una parte sustancial de la energía solar absorbida mediante líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación se pierde en los entornos y la gradiente de la temperatura se reduce a un nivel inaceptablemente inferior. Además, si, por ejemplo, la superficie inferior de la cámara de vapor es un material impermeable al líquido y, como consecuencia, la cámara de vapor no se encuentra en comunicación de flujo líquido y comunicación de flujo de vapor con el compartimiento de condensación por debajo de la cámara del vapor, como es el caso de WO 98/16474, el material de apoyo no se humedecerá mediante el agua de condensación y el calor no se alejará de la superficie del material de apoyo de manera efectiva. Además, si la superficie de apoyo no se encuentra disponible para la condensación de vapor de agua, como es el caso de, por ejemplo, las figuras 3-5 de US 4,698,135, la condensación eficiente de vapor de agua no es posible. Sin embargo, el uso efectivo de la temperatura inferior del material de apoyo pueden hacerse únicamente si el espesor efectivo de la superficie inferior de la cámara de vapor se encuentra por arriba de un cierto valor, relativo al diámetro efectivo del compartimiento de evaporación. Los términos "diámetro efectivo" y "espesor activo" se explican en el capítulo "métodos/definiciones de caracterización". La membrana que es adecuada para la presente invención es permeable al agua y resistente a la sal preferiblemente. La sal puede transportarse a través de las membranas a medida que se disuelva en agua. Además, debe notarse que la superficie exterior de la membrana se encuentra en contacto con el aire. Cuando la membrana es resistente a la sal, esto significa que el polímero de membrana no se degrada bajo la influencia de soluciones de sal acuosas calientes. Más preferiblemente, la membrana es una membrana hidrófila no porosa homogénea. El compartimiento de condensación puede ser un recipiente, contenedor, cubeta, o similares, pero más preferiblemente, el compartimiento de condensación se forma por medio de un material tal como un material de apoyo, por ejemplo, material de apoyo tal como suelo natural o artificial, que reemplaza la comunicación de flujo líquido y comunicación de flujo de vapor con la cámara de vapor. Particularmente, cuando el compartimiento de condensación es suelo natural o artificial contenido en un recipiente o similares, es útil cuando la cámara de vapor comprende medios para obtener una corriente de convección para mejorar la evaporación desde el compartimiento de evaporación y/o el transporte vapor de agua desde la cámara de vapor al compartimiento de condensación, tal como un ventilador, y similares. Si así se desea, dicho recipiente puede llenarse con suelo natural o artificial. Se ha encontrado sorprendentemente que una gradiente de la temperatura suficientemente elevada puede obtenerse sin ser necesario ubicar parte de la cámara de vapor bajo el suelo. Por el contrario, el dispositivo de la presente invención puede ubicarse por completo en la superficie superior de un material de apoyo. En otras palabras, se prefiere que la superficie inferior de la cámara de vapor sea la superficie superior del material de apoyo y/o un material que reemplaza la comunicación del flujo de vapor y flujo de líquido con dicha superficie superior del material de apoyo. En este caso, la perforación de agujeros como es necesario para el dispositivo de FR 2,707,281 no es necesaria para construir el dispositivo de la presente invención. Además, las técnicas de sellado sofisticadas ya que son necesarias para el dispositivo de las figuras 1 y 2 de US 4,698,135 pueden aplicarse con el dispositivo de la presente invención. Finalmente, ya que el compartimiento de evaporación comprende una membrana permeable al agua, diseños muy simples del compartimiento de evaporación son posibles. Más en particular, el compartimiento de evaporación total puede elaborarse a partir de esta membrana permeable al agua y el uso de cualquier tubería abierta en parte con flotadores anti-derrame como se usa en FR 2,707,281 o la combinación de tubería impermeable al líquido acuoso y vapor de agua con un material hidrófilo como se aplica en WO 98/16474 pueden aplicarse en el mismo Además, si el compartimiento de evaporación se elabora en su totalidad de un material hidrófilo no poroso homogéneo permeable al agua, la superficie total de compartimiento de evaporación permitirá que el vapor de agua se evapore, conduciendo a una eficacia de evaporación muy elevada de manera que el dispositivo sea adecuado para purificación de agua mediante destilación por membrana. Finalmente, la aplicación del dispositivo de la presente invención no se restringe a áreas de nivel pero puede aplicarse sin tener en cuenta la elevación de la superficie, es decir, se puede aplicar en plano así como en regiones montañosas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las figuras 1 , 2a, y 2b muestran secciones transversales de modalidades preferidas del dispositivo de la presente invención. La figura 2c muestra el dispositivo de la figura 1 con diferentes espesores activos (w). La figura 3 muestra la vista tridimensional del dispositivo de la figura 1. La figura 4 ¡lustra la definición del espesor activo (w) y de la distancia (h).

La figura 5 ilustra la definición del diámetro efectivo (d) para compartimientos de evaporación de geometría diferente. La figura 6 muestra una geometría de borde de aislamiento menos preferida. La figura 7 muestra el dispositivo (10) de la presente invención. La invención se describirá ahora con más detalle a continuación.

DISPOSITIVO DE LA PRESENTE INVENCIÓN La presente invención se refiere a un dispositivo (1) para la condensación de agua por medio de una gradiente de la temperatura entre un líquido acuoso y un compartimiento de condensación (4). En una modalidad preferida, el dispositivo comprende medios para llenar el compartimiento de evaporación con el líquido acuoso, y opcionalmente, medios para dejar salir el residuo de líquido que se obtiene después de la evaporación del agua y transporte del vapor de agua desde el compartimiento de evaporación a la cámara de vapor y el compartimiento de condensación. En otra modalidad preferida, el compartimiento de evaporación es una membrana hueca cerrada sin costura. Como se estableció anteriormente, se prefiere para el dispositivo de la presente invención que la superficie inferior de la cámara de vapor sea la superficie del material de apoyo por debajo de la cámara de vapor y/u otro material que reemplaza la comunicación de flujo de líquido y flujo de vapor con dicho material de apoyo (es decir, el material de apoyo y opcionalmente la otra de forma de material del compartimiento de condensación). Debido a la temperatura inferior de la superficie del material de apoyo por debajo de la cámara de vapor, una parte sustancial del vapor de agua se condensará en dicha superficie. Esto desde luego no excluye que una pequeña parte del vapor de agua contenida en la cámara de vapor se condensará en la superficie interior del borde de aislamiento de la cámara de vapor. Sin embargo, para un rendimiento bueno del dispositivo se prefiere que al menos 25% del agua se condense en el compartimiento de condensación. Más preferiblemente, más del 50%, y más preferiblemente, más del 75% del agua se condensa en el compartimiento de condensación. Debido al hecho de que la superficie inferior de la cámara de vapor puede ser el material de apoyo y/o material que reemplaza comunicación de flujo líquido y flujo de vapor con dicho material de apoyo, la cámara de vapor reemplaza la comunicación de flujo líquido y flujo de vapor con dicho material de apoyo. De este modo una parte principal del vapor de agua contenido en la cámara de vapor se condensará en el material de apoyo. Además, cualquier vapor de agua que se condense en la superficie interior del borde de aislamiento fluirá a lo largo de dicha superficie interior y entrará al material de apoyo. Como consecuencia, el material de apoyo se humedece automáticamente cuando el dispositivo se encuentra en operación. Ya que el material de apoyo húmedo particular tiene una capacidad de calor elevada, cualquier calor lo alejará de manera efectiva de la superficie del material de apoyo. De esta manera es posible con el dispositivo de la presente invención realizar gradientes de la temperatura extremadamente elevada entre la parte superior del dispositivo y en particular el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación y la superficie de material de apoyo. Como se estableció anteriormente, el material de apoyo puede cubrirse con un material adicional. Sin embargo, en este caso debe tenerse cuidado de que este material adicional sea permeable al líquido y permeable al vapor, ya que de otra manera la cámara de vapor no se encontrará más en comunicación de flujo líquido y de flujo de vapor con el material de apoyo de. Permeable al líquido en el sentido de la presente invención significa que el agua fluye escencialmente de manera libre a través de este material. Más específicamente, la permeabilidad del agua de este material generalmente es tal que a una presión de 0.001 Mpa, el agua que fluye a través del material es de al menos 1 l/(m2-s), preferiblemente al menos 10 l/(m2-s), más preferiblemente al menos 50 l/(m2 -s), aún más preferiblemente al menos 100 l/(m2-s), y más preferiblemente al menos 200 l/(m2-s). Generalmente, si el material es permeable al líquido, automáticamente es permeable al vapor. En la base de lo anterior, será claro que no será adecuado cubrir la superficie total del material de apoyo con un material impermeable al vapor de agua como en el caso WO 98/16474, ya que de este modo el material de apoyo por debajo del borde de aislamiento no puede humedecerse y una gradiente de la temperatura suficientemente elevada no puede realizarse. Un material adecuado con el cual el material de soporte puede cubrirse es una paño para raíz, que evita que las raíces o plantas entren al dispositivo de la presente invención. La transferencia del calor puede además incrementarse al utilizar un material de apoyo que pueda por sí mismo (es decir, casi en el estado seco) tener una capacidad térmica elevada y conductividad térmica. Más en particular, se prefiere que el material de apoyo tenga una capacidad de calor de al menos 0.5 kJ/(kg*°C) y preferiblemente de al menos 0.8 kJ/(kg*°C). El material de apoyo adecuados comprenden, por ejemplo cualquier material de apoyo de planta convencional, tal como suelo natural, por ejemplo, arena arcilla o mezclas de los mismos, la arcilla siendo la preferida, o suelo artificial, tal como materiales de substrato conocidos a partir del cultivo hidropónico o materiales porosos hidrófilos e hidropónicos por ejemplo Oasis™. El material de apoyo también puede encontrarse en forma de una esterilla. En una modalidad preferida el suelo natural o artificial contiene un sistema de drenaje que permite la recolección de agua condensada. Como ya se estableció anteriormente, preferiblemente, la superficie inferior de la cámara de vapor es la superficie superior del material de apoyo y/o material que reemplaza la comunicación de flujo líquido y comunicación de flujo de vapor con dicha superficie superior del material de apoyo. De esta manera, la perforación de agujeros, según sea necesario para el sistema descrito en FR 2,707,281 , puede evitarse. Como se explicó adicionalmente con anterioridad, para condensación efectiva de vapor de agua es esencial que el espesor activo (w) de la superficie inferior de la cámara de vapor sea al menos 10% del diámetro efectivo del compartimiento de evaporación. Preferiblemente, de al menos 20%, más preferiblemente al menos 30%, aún más preferiblemente al menos 40%, aún más preferiblemente al menos 50%, y más preferiblemente al menos 100% del diámetro efectivo (d) del compartimiento de evaporación y preferiblemente menos del 200% del diámetro efectivo (d) del compartimiento de evaporación. Si el espesor activo de la superficie inferior de la cámara de vapor se encuentra debajo del 10%, la superficie que se encuentra disponible para condensación es demasiado pequeña en relación con la superficie que permite la evaporación de agua. En este caso, la condensación efectiva de agua no es posible. Preferiblemente, el compartimiento de evaporación tiene un diámetro efectivo (d) en la escala de 2-20 cm, más preferiblemente 6-12 cm. Se prefiere adicionalmente que el espesor activo (w) de la superficie inferior de la cámara de vapor se encuentre en la escala de 4-60 cm. El diámetro efectivo y el espesor activo preferiblemente no exceden los limites superiores dados para no cubrir demasiada superficie del material de apoyo con el dispositivo y para mantener la cantidad de material necesario para dispositivo a un mínimo. Además, en dimensiones demasiado grandes, el dispositivo puede ser inestable mecánicamente. Como se explicó anteriormente, un aspecto clave adicional del dispositivo de la presente invención es que el compartimiento de evaporación se ubica dentro de la cámara de vapor, de manera que existe un espacio entre la superficie interior del borde de aislamiento y la superficie exterior del compartimiento de evaporación. Debido a la presencia de este espacio, la superficie interior del borde de aislamiento no toca o no toca predominantemente la superficie exterior del compartimiento de evaporación. Más en particular, preferiblemente menos del 30%, más preferiblemente menos del 20%, aún más preferiblemente menos del 10%, y más preferiblemente menos del 5% de la superficie interior del borde de aislamiento se encuentra en contacto con la superficie exterior del compartimiento de evaporación. Aún más preferiblemente, la superficie exterior del compartimiento de evaporación no toca la superficie interior del borde de aislamiento del todo. En estos casos, cualquier pérdida de calor absorbido mediante el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación a los entornos es reducida al menos considerablemente o se evita casi por completo. El espesor más corto (s) promedio del espacio es preferiblemente de al menos 0.1 cm y más preferiblemente 0.1-5 cm y más preferiblemente 0.1-2 cm. El "espesor (s) más corto promedio" es la distancia más corta entre la superficie interior del borde de aislamiento y la superi?cie exterior del compartimiento de evaporación promediada sobre la longitud (L) del dispositivo. Una parte principal y preferiblemente de manera sustancial el espacio total comprende vapor de agua y un gas tal como aire. Sin embargo, para asegurar que la superficie exterior del compartimiento de evaporación no toca la superficie interior del borde de aislamiento, el espacio puede contener adicionalmente un separador. El separador puede, por ejemplo, seleccionarse de materiales tales como Enkamat™ (ej. Akzo Nobel/Acordis) o relleno de burbuja. Debe notarse que un relleno de burbuja puede utilizarse como un borde de aislamiento y material separador al mismo tiempo: el relleno de burbuja preferiblemente se dispone de manera que sus nodos apunten hacia el compartimiento de evaporación. El vapor de agua como también la superficie exterior impermeable al líquido acuoso del relleno de burbuja pueden entonces funcionar como un borde de aislamiento, mientras que los nodos contenidos en la superficie interior funcionarán como separadores entre el borde de aislamiento y el compartimiento de evaporación. Otro aspecto preferido de la invención es el compartimiento (2) de evaporación hueco cerrado sin costura que tiene paredes con una superficie interior y una exterior, que comprende una membrana resistente a la sal y, más preferiblemente, también una membrana hidrófila homogénea permeable al agua. Dichos compartimientos de evaporación resistentes a la sal son novedosos. El término "resistente a la sal" significa que el polímero de la membrana no se degrada bajo la influencia de agua salada caliente. El borde de aislamiento puede ser de cualquier material adecuado. Ejemplos de materiales que pueden utilizarse para al menos aislar parcialmente la cámara de vapor son materiales poliméricos, metal, materiales de cerámica, materiales de vidrio u otros materiales transparentes. La superficie superior del borde de aislamiento puede comprender y preferiblemente consistir esencialmente en un material que sea transparente a la luz visual y que sea opaco a otras longitudes de onda. El borde de aislamiento puede ser impermeable tanto al líquido acuoso como al vapor de agua. Aunque en práctica no es necesario con frecuencia, para reducir adicionalmente la radiación de energía de calor fuera del líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación, el borde de aislamiento preferiblemente comprende al menos dos láminas impermeables al vapor de agua y al líquido acuoso que define un espacio entre un espesor promedio (g) en la escala de al menos 0.1 cm, más preferiblemente 0.1-5 cm, y más preferiblemente 0.1-2 cm (véase figura 1 ). El espacio preferiblemente contiene un gas, tal como aire, y opcionalmente un separador. Preferiblemente menos del 30%, más preferiblemente menos del 20%, aún más preferiblemente menos del 10%, y más preferiblemente menos del 5% de la superficie interior de la lámina exterior del borde de aislamiento se encuentra en contacto con la superficie exterior de la lámina interior del borde de aislamiento. Aún más preferiblemente, las láminas del borde de aislamiento no se tocan entre sí del todo. Esto puede asegurarse al utilizar un separador, que preferiblemente se selecciona de los materiales tales como Enkamat™ o relleno de burbuja. El relleno de burbuja preferiblemente se dispone de nueva cuenta de manera que los nodos apunten hacia el compartimiento de evaporación. Los materiales adecuados a partir de los cuales el borde de aislamiento puede componerse son, por ejemplo, vidrio o polímeros, tales como poliolefinas, por ejemplo, polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, poliésteres, policarbonato, tal como Lexan™, PMMA tal como Plexiglás™ o Perspex™. Estos materiales se mencionarán como "materiales de aislamiento". Preferiblemente, el borde de aislamiento comprende dos láminas con un separador entre estas láminas y un segundo separador entre la superficie interior de la lámina interior y la superficie exterior del compartimiento de evaporación. Si el dispositivo debe operarse al exponerlo a la luz del sol, cualquier material de aislamiento comprendido en el borde de aislamiento, cualquier separador entre láminas individuales del borde de aislamiento y cualquier separador entre el borde de aislamiento y el compartimiento de evaporación preferiblemente son translúcidos a la radiación solar que calienta el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación, significando que al menos 80% y preferiblemente al menos 90% de esta radiación solar puede alcanzar el compartimiento de evaporación y conducirá a un incremento de temperatura para el líquido acuoso contenido en el mismo. Además, se prefiere que cualquier material aislante comprendido en el borde de aislamiento, cualquier separador entre las láminas individuales del borde de aislamiento, y cualquier separador entre el borde de aislamiento y el compartimiento de evaporación sean estables suficientemente de manera química a la radiación solar que calienta el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación. El borde de aislamiento puede comprender adicionalmente un material que sea traslúcido a cualquier radiación solar recalentando el líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación pero que no es translúcido a la luz UV. En otra modalidad, el compartimiento de condensación se enfría externamente, preferiblemente por medio de agua, agua de mar, aire, o suelo.

Aunque la mayoría del vapor de agua se condensa en el compartimiento de condensación, tal como en la superficie de material de apoyo, no puede excluirse en su totalidad que una parte más pequeña del vapor de agua se condensará en la superficie interior del borde de aislamiento. Si esto pasa en parte de la superficie interior del borde de aislamiento que enfrenta la superficie exterior del compartimiento de vapor, el agua condensada puede gotear en esta superficie exterior del compartimiento de evaporación, dependiendo de la forma del borde de aislamiento. Como consecuencia, la eficacia de evaporación del compartimiento de evaporación se reducirá. Es por lo tanto deseable que la forma del borde de aislamiento se elija de tal manera que esencialmente nada de agua que se ha condensado en la superficie interior del borde de aislamiento goteará de vuelta en la superficie exterior del compartimiento de evaporación. Esto puede realizarse al elegir una superficie interior del borde de aislamiento formada de tal manera que cualquier agua condensada en la superficie interior se conduzca a lo largo de esta superficie en la superficie del material de apoyo. Una superficie interior como se muestra en la figura 6 por lo tanto se prefiere menos, ya que el agua condensada puede recolectarse en el punto 9 y gotear en la superficie exterior del compartimiento de evaporación. También menos preferida es la superficie interior en donde la parte de la superficie interior que mira hacia la superficie exterior del compartimiento de evaporación comprende una sección transversal horizontal. Sin embargo, se nota que una superficie interior del borde de aislamiento que en parte contiene una sección transversal horizontal puede aún preferirse, siempre que esta parte horizontal de la superficie interior no mire a la superficie exterior del compartimiento de evaporación. En una modalidad preferida de la invención, la sección transversal del borde de aislamiento localizada verticalmente arriba del compartimiento de evaporación tiene la forma de un arco como se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 y 2a. Cualquier vapor de agua que pueda abandonar la cámara de vapor a los entornos se pierde, ya que no se condensará en la superficie del material de apoyo. Por lo tanto, la cámara de vapor preferiblemente se construye de tal manera para evitar cualquier pérdida de vapor de agua en los entornos. Más en particular, el borde de aislamiento impermeable al vapor de agua se sella al material de apoyo para evitar la pérdida de vapor de agua desde la cámara de vapor. Es, por ejemplo, posible ocultar los bordes del borde de aislamiento en el material de apoyo o colocar, por ejemplo, piedras, barras de hierro o arena en los bordes exteriores del borde de aislamiento. Las paredes del compartimiento de evaporación comprenden una membrana permeable al agua e impermeable al líquido acuoso. "Impermeable al líquido acuoso" en el sentido de la presente invención significa que el material no tiene ninguna abertura macroscópica a través de la cual un líquido acuoso contenido en el compartimiento de evaporación pueda fluir libremente fuera del compartimiento de evaporación y en la cámara de vapor. Preferiblemente, la membrana permeable al agua e impermeable al líquido acuoso comprende y más preferiblemente consiste esencialmente en una membrana hidrófila y no porosa, tal como una membrana elaborada de copolieteramida, un copoliéteruretano, o un copolieteréster. Más preferiblemente, la membrana comprende y más preferiblemente consiste esencialmente en una copoliéteramida. En la copoliéteramida más preferida, el poliéter y secuencias de poliamidas se unen por medio de puentes de amida. Dicho polímero se describe con detalle en la solicitud de patente internacional no publicada previamente PCT/EP99/008159. Preferiblemente, la membrana tiene una permeabilidad al vapor de agua de al menos 500 g/(24h-m2). La permeabilidad de vapor de agua se mide en una membrana con un espesor de 15 µm, como se describe en ASTM E96-66 (método B, modificado (temperatura de agua: 30°C, temperatura ambiente: 21 °C a humedad relativa de 60%)). La membrana preferiblemente tiene un espesor de10 a 200 µm y más preferiblemente de 20 a 100 µm. En una modalidad preferida el material de membrana se provee con negro de carbón para mejorar la gradiente de la temperatura requerida. Las paredes del compartimiento de evaporación preferiblemente consisten esencialmente en la membrana antes descrita. Sin embargo, también es posible que una parte de las paredes comprenden la membrana anterior y otra parte comprenda otra impermeable al líquido acuoso como también un polímero impermeable al vapor de agua. Preferiblemente, una amida de copoliéter que se obtiene de la polimerización de un monómero de lactama que tiene de 3 a 12 átomos de carbono, un ácido dicarboxílico con 2 a 20 átomos de carbono, y una diamina de fórmula H2N-(CRH)y-(OQ)x-NH2> en donde R es independientemente H o CH3, x es un entero de 1 a 100, y es un entero de 1 a 20, Q es R2-R1 en donde R2 es un grupo alquileno de C2-C4 sustituido por R1, que es hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4, se utiliza para la membrana resistente a sal y membrana hidrófila homogénea permeable al agua. Particularmente útil es una amida de copoliéter obtenible de la polimerización de e-caprolactama, ácido adípico, y una mezcla de óxido de polietileno y óxido de polipropileno ambos conteniendo grupos terminales 2-aminopropilo y que tienen un peso molecular de alrededor de 2000. Dichos materiales son conocidos en la técnica. Se hace referencia a la solicitud de patente europea EP 0,761 ,715 que describe la síntesis de estos materiales. Además, el compartimiento de evaporación puede comprender un material de refuerzo. Este puede ubicarse dentro del compartimiento de evaporación o en la superficie exterior del compartimiento. El material de refuerzo preferiblemente no reduce la cantidad de agua evaporada. Los materiales de refuerzo adecuado por lo tanto son materiales porosos, tales como telas, cintas, o (no) tejidos de polietileno, polipropileno, poliéster, poliamida, o combinaciones de los mismos, tal como Colback™ (ej. Akzo Nobel/Acordis). Si el material de refuerzo se ubica en la superficie exterior del compartimiento de evaporación, el material de refuerzo preferiblemente no es translúcido a la radiación solar para proteger la membrana del compartimiento de evaporación de la luz solar y en particular de la radicación de rayos UV.

Más en particular, se prefiere que el material de refuerzo tenga una estructura absorbente a la luz solar, más preferiblemente tenga un color oscuro, y más preferiblemente sea negro. De esa forma, en el material de refuerzo, la luz solar se convierte en calor que recalienta el líquido acuoso contenido en e compartimiento de evaporación. La forma del compartimiento de evaporación preferiblemente se elige de manera que tenga un área superficial elevada, tal como un compartimiento de evaporación en forma de estrella o tubular, la anterior siendo preferida. La membrana de dicho compartimiento de evaporación en forma tubular puede, por ejemplo, prepararse mediante moldeo por soplado. El moldeo por soplado generalmente tiene un efecto benéfico en la estabilidad mecánica de la membrana moldeada por soplado resultante del compartimiento de evaporación. Preferiblemente, el compartimiento de evaporación consiste esencialmente en un sólo material de polímero. Esto hace al diseño del compartimiento de evaporación particularmente fuerte y simple. Otras ventajas principales del compartimiento de evaporación de conformidad con la invención son las producciones elevadas de purificación o de desalación que pueden obtenerse, y la facilidad de aumento progresivo debido a que el compartimiento de evaporación puede hacerse prácticamente infinito, y al menos tan largo como sea necesario. Varias formas de compartimientos de evaporación se muestran en las figuras 1 , 2a, y 5. Preferiblemente, la superficie exterior del compartimiento de evaporación (2) y la superficie del material de apoyo se separan mediante una distancia (h). Esto puede asegurarse mediante un separador, que preferiblemente se selecciona de, por ejemplo Enkamat™. El separador preferiblemente es permeable al agua. Generalmente, el dispositivo de la presente invención puede comprender uno o más compartimientos de evaporación, uno siendo preferido para aumentar al máximo la cantidad de radiación solar en el compartimiento de evaporación y para reducir la complejidad del dispositivo. La longitud (L) del dispositivo (véase figura 3) preferiblemente se encuentra en la escala de muchos metros a cientos de metros. Una modalidad preferida de la presente invención se muestra en la figura 1 (sección transversal) y 3 (vista tridimensional). El dispositivo (1) de estas figuras comprende una cámara de vapor (5) formada mediante una borde de aislamiento (3) que tiene la forma de un arco y que comprende dos láminas que definen un espacio con un espesor promedio (g). El borde de aislamiento (3) se conecta con sus dos bordes más largos al material de apoyo (4), definiendo así el espesor activo (w) de la superficie inferior de la cámara de vapor (6). El compartimiento de evaporación (2) tiene una forma tubular y se ubica dentro de la cámara de vapor (5), definiendo así un espacio entre su superficie exterior y la superficie interior de la borde de aislamiento que tiene un espesor más corto promedio (s). La superficie inferior de la cámara de vapor (6) se forma mediante la superficie superior del material de apoyo (4), y el compartimiento de evaporación (2) se separa de la superficie superior del material de apoyo (4) mediante una distancia (h). El dispositivo (1 ) tiene una longitud (L) como se muestra en la figura 3. La figura 2c muestra secciones transversales de un dispositivo tal como el de la figura 1 con espesores activos diferentes (w). La sección transversal de otra modalidad preferida se muestra en la figura 2a. El dispositivo (1 ) de esa figura es similar a la de las figuras 1 y 3, salvo que la sección transversal del compartimento de evaporación (2) tiene la forma de un triángulo. Aún otra modalidad preferida se muestra en la figura 2b. Este dispositivo (1 ) es similar al de las figuras 1 y 3, salvo que la borde de aislamiento (3) tiene la forma de un triángulo. Dicha geometría de borde de aislamiento típicamente se realiza cuando las placas de vidrio se utilizan para formar el borde de aislamiento. Si así se desea, ej material de apoyo (4) puede comprender un sistema de drenaje que permite la recolección de agua condensada. El compartimiento de evaporación puede llenarse con el líquido acuoso por medio de, por ejemplo, una bomba que bombea el líquido acuoso, por ejemplo, fuera de un depósito de líquido acuoso que contiene desperdicio en el compartimiento de evaporación. Otra posibilidad es conectar el compartimiento de evaporación a un depósito de líquido acuoso que contiene desperdicio colocado por arriba del nivel del compartimiento de evaporación, de manera que el líquido acuoso entrará al compartimiento de evaporación a través de la gravedad. Por razones de simplicidad estos medios para llenar el líquido acuoso en el compartimiento de evaporación no se muestran en las figuras anteriores.

Un ejemplo de un dispositivo (10) se muestra en la figura 7. En esta figura los mismos signos de referencia se utilizan como en la figura 1 , indicando que las definiciones y modalidades (preferidas) descritas anteriormente para el dispositivo (1 ) también son para el dispositivo (10) de la presente invención. Todo el dispositivo de la presente invención consiste preferiblemente y de manera exclusiva en materiales poliméricos. El diseño del dispositivo de la presente invención puede de esta manera ser extremadamente simple. Parte del mismo puede, sin embargo, elaborarse de vidrio. La invención además pertenece a un procedimiento para permitir la evaporación y condensación de agua a partir de un líquido acuoso por medio de una gradiente de la temperatura, cuyo procedimiento comprende (a) llenar un compartimiento de evaporación con el líquido acuoso, el compartimiento de evaporación estando elaborado de un compartimiento de evaporación hueco (2) que tiene al menos una pared con una superficie exterior y que comprende una membrana permeable al agua hueca cerrada, (b) transportar el agua a través de la membrana en una cámara de vapor (5), que se pone en contacto con un compartimiento de condensación (4) que tiene una temperatura inferior que la del compartimiento de evaporación para obtener una gradiente de la temperatura, y en donde al menos parte del vapor de agua del líquido acuoso se condensa, y en donde el compartimiento de evaporación se ubica dentro de la cámara de vapor, y (c) opcionalmente, dejar afuera el residuo de líquido acuoso que se obtiene después de la evaporación del agua y transportar el vapor de agua desde el compartimiento de evaporación a la cámara de vapor y el compartimiento de condensación.

USO DE LA PRESENTE INVENCIÓN El dispositivo de la presente invención, puede, por ejemplo, ser utilizado para el riego de plantas que crecen en un material de apoyo de planta. En este caso las plantas preferiblemente crecen cerca del dispositivo, de manera que sus raíces puedan alcanzar el agua condensada en el material de apoyo de planta. También se aconseja cubrir la superficie superior del material de apoyo de planta fuera del dispositivo con una lámina que comprende un líquido acuoso impermeable como también material impermeable al vapor de agua cuya lámina contienen aberturas para las plantas. De esta manera, la trans-evaporación de agua condensada fuera del material de apoyo puede evitarse o al menos reducirse. Otros usos son desalar agua, purificación de agua contaminada, o desaguar líquidos o suspensiones contaminadas con agua. La fuente de calor es preferiblemente luz solar, pero otras fuentes tales como gas caliente o calor que se extrae del suelo o agua también pueden utilizarse. También se puede hacer uso de un intercambio térmico, por ejemplo al utilizar el residuo de líquido acuoso para calentar el líquido acuoso antes de que entre al compartimiento de evaporación del dispositivo. También el calor de condensación puede utilizarse para ese propósito. Para mejorar la eficacia del calor la cámara de vapor puede contener reflectores que se dirigen al compartimiento de evaporación. Dichos reflectores preferiblemente se elaboran de película permeable al gas. En otra modalidad la absorción de calor del compartimiento de evaporación se mejora mediante el armamento del compartimiento de evaporación, por ejemplo con un manguito (preferiblemente negro) o entubado, preferiblemente provisto con cerdas que se encuentran en contacto con la membrana hidrófila homogénea formando así un vellón de cerdas alrededor del compartimiento de evaporación. Los materiales vellón adecuados son, por ejemplo, elaborados de naylon y polipropileno. Debido a la alta evaporación y la eficacia de condensación, la cantidad del agua condensada puede elegirse para ser tan elevada que pueda drenarse fuera del material de apoyo con un sistema de drenaje. En este caso el dispositivo puede además utilizarse ya sea para lixiviado de sal o para recolección de agua potable. El lixiviado de sal es adecuado en particular en casos en donde el dispositivo debe activarse en un material de apoyo que contiene grandes cantidades de sal, que con frecuencia es el caso en áreas semiáridas. En este caso, el agua condensada fluye a través del material de apoyo y disuelve cualquier sal contenida en la misma. El agua condensada que contiene sal entonces se recolecta por medio del sistema de drenaje y las sales contenidas en el material de apoyo se remueven de esta manera efectivamente. El material de apoyo desalado de esta manera puede entonces utilizarse para agricultura. Opcionalmente, la afluencia que contiene sal puede utilizarse como un alimento para el dispositivo de la presente invención. Por otro lado, si el material de apoyo contiene muy poco o no contiene compuestos solubles en agua, el agua condensada recolectada por medio del sistema de drenaje puede utilizarse como agua potable. En ambos casos la superficie superior del material de apoyo fuera del dispositivo preferiblemente se cubre mediante un líquido acuoso impermeable como también una lámina impermeable a vapor de agua para evitar o al menos reducir la re-evaporación de agua condensada en el material de apoyo. En todos los casos anteriores el compartimiento de evaporación se llena al menos parcialmente con un líquido acuoso. Este líquido acuoso puede seleccionarse de cualquier agua que contiene desperdicio tal como agua de sabor desagradable, agua de alcantarilla, agua contaminada con metales pesados, tales como agua contaminada con cadmio, agua de otra manera contaminada, tal como agua contaminada con arsénico, agua de mar, o mezcla de agua y compuestos orgánicos, tales como agua contaminada con residuos de aceite crudo tal como, por ejemplo, obtenidos como un producto secundario en producción de aceite y gas (agua de formación) o el agua de drenaje que contiene sal descrita anteriormente. Típicamente, el líquido -- -*• - * • - • • - - - - • - • • - — - - . .. * ., , i <— *^*» acuoso contiene uno o más de los siguientes componentes: sodio, calcio, magnesio, sulfato, cloruro, carbonato de hidrógeno o iones de carbonato. Preferiblemente, el líquido acuoso comprende cloruro de sodio y más preferiblemente es agua de mar o agua con sabor desagradable. Preferiblemente, el líquido acuoso se elige de manera que tenga muy poca o nula capacidad biocontaminante y/o desescamante, la falta de la misma que es una de las desventajas de la presente invención. Si es necesario, el líquido acuoso puede filtrarse antes de utilizarse para reducir su capacidad contaminante y/o desescamante. Esto puede ser en particular el caso con el agua salada. Durante o antes del uso del dispositivo de la presente invención, el líquido acuoso que se contiene en el compartimiento de evaporación se calienta para asegurar la evaporación de agua. En una modalidad preferida el líquido acuoso se calienta por medio del sol. Alternativa o adicionalmente, también es posible precalentar el líquido acuoso antes de que entre al compartimiento de evaporación. Este calentamiento previo puede ser en lugar del calentamiento de líquido acuoso en el compartimiento de evaporación mediante el sol o además del mismo. El líquido acuoso puede bombearse a través del compartimiento de evaporación. Sin embargo, también es posible conectar el compartimiento de evaporación a un tanque de almacenamiento que contiene líquido acuoso. En este caso el agua que se evapore a través de la membrana permeable al agua del compartimiento de evaporación se reemplaza mediante el líquido acuoso desde el tanque de almacenamiento. Si el compartimiento de evaporación se alimenta con agua de desperdicio, cualquiera de los usos anteriores dará como resultado la concentración de agua de desperdicio. Por lo tanto, es un aspecto adicional de la presente invención utilizar el dispositivo de la presente invención para concentrar agua de desperdicio. Varias variantes del dispositivo de la invención pueden contemplarse. En una modalidad de esta invención el dispositivo puede montarse en el aire al suspenderlo, y el vapor de agua puede llevarse a través de una tubería al suelo (compartimiento de condensación). En una modalidad particularmente preferida el compartimiento de evaporación se separa del compartimiento de condensación por medio de un separador. Este es útil cuando el compartimiento de condensación es el suelo para evitar el contacto directo del compartimiento de evaporación con el suelo. Cuando el dispositivo de la invención se monta cerca de las paredes transparentes de los invernaderos la absorción de calor del dispositivo conduce al enfriamiento del invernadero, que es una ventaja adicional en el control de temperatura del mismo. La invención se ilustrara ahora por medio de los siguientes ejemplos: EJEMPLO 1 Este ejemplo ilustra la operación de un dispositivo como se muestra en las figuras 1 y 3. El dispositivo comprende: 1 ) un compartimiento de evaporación 2) un tanque de almacenamiento que se ubica por arriba del nivel del compartimiento de evaporación y se conecta al compartimiento de evaporación, 3) una cámara de vapor cuya superficie superior se forma mediante una borde de aislamiento y la superficie inferior de la cual es arena. El espesor activo (w) y el diámetro efectivo (d) del dispositivo se eligieron para tener ambos 9 cm, es decir, el espesor activo tiene 100% del diámetro efectivo. El compartimiento de evaporación tiene una forma tubular como se muestra en las figuras 1 y 3 y las paredes de este compartimiento se elaboraron de una membrana de copolieteramida como se describió en la solicitud de patente internacional no publicada previamente PCT/EP99/08159. La membrana tiene un espesor de 0.050 mm y una permeabilidad de vapor de agua de 2500-2700/(24h-m2), medido para una membrana con un espesor de 15 µm de conformidad con ASTM E96-66 (método B, modificado (temperatura de agua: 30°C, temperatura ambiente: 21 °C a una humedad relativa del 60%)). La membrana se produjo como un tubo sin fin moldeado por soplado. La membrana tubular se reforzó en su superficie exterior con un material no tejido negro altamente poroso compuesto de poliéster (Colback™; ej. Akzo Nobel/Acordis). El borde de aislamiento tenía la forma de un arco como se muestra en las figuras 1 y 3 y se componía de dos rellenos de burbuja de polietileno creando un espacio (g) entre el relleno de burbuja exterior y el interior con un espesor promedio de alrededor de 3 mm. La superficie exterior del relleno de burbuja interior funcionó como la superficie interior del borde de aislamiento. Los nodos en la superficie interior de este relleno de burbuja funcionó como un separador entre la superficie interior del compartimiento de aislamiento y el de evaporación, definiendo así un espacio con un espesor (s) más corto promedio de alrededor de 3 mm. La altura total del dispositivo (medida desde la superficie del material de apoyo al punto superior de la superficie exterior del borde de aislamiento) fue de alrededor de 7 cm y la longitud (L) fue de un metro. Durante la prueba el compartimiento de evaporación se llenó con agua salada que comprende 10 g de cloruro de sodio por kg de agua. Para verificar si ocurrió un derrame de agua salada durante el experimento, el tanque de almacenamiento se llenó con agua destilada. Si el agua salada se derrama del compartimiento de evaporación, esto dará como resultado una disminución de la concentración de sal en el compartimiento de evaporación, a medida que el agua salada derramada se reemplaza por el agua destilada desde el tanque de almacenamiento. Por otro lado, si no existe derrame de agua salada fuera del compartimiento de evaporación, la concentración de sal en el compartimiento de evaporación permanecerá siendo la misma durante todo el experimento, ya que cualquier agua que se evapora del compartimiento de evaporación (y sin contener sal) se reemplaza por agua destilada. Subsecuentemente, el dispositivo se expuso (i) a luz solar "sintética" creada en un laboratorio con una energía de 12 kWh/m2. día y (ii) luz solar natural con una energía de 3.6 kWh/m2. día. En el experimento (i) la secuencia día-noche se imitó al irradiar el dispositivo durante 12 horas seguido por 12 horas de obscuridad. En ambos casos, el experimento se activó durante un período de una semana. Después del experimento, la concentración de sal en el compartimiento de evaporación se midió para se idéntica a la concentración de sal antes de iniciar el experimento. Consecuentemente, ninguna agua salada se derramó del compartimiento de evaporación durante el experimento. Como se describió anteriormente, durante el experimento anterior nada del agua que se evaporó del compartimiento de evaporación y de este modo dio como resultado el agua potable condensada se reemplazó mediante agua destilada del tanque de almacenamiento. Consecuentemente, la cantidad de agua potable por período puede expresarse como la diferencia entre la cantidad de agua destilada en el tanque de almacenamiento al inicio del período y la cantidad de agua destilada en el tanque de almacenamiento al final de este período. De esta manera puede calcularse que en el experimento (i), 1 kilogramo de agua potable se produjo por 24 horas y en el experimento (ii), 0.4 kilogramos de agua se produjo por 24 horas.

Métodos/definiciones de la caracterización La definición del espesor activo (w) del dispositivo (1 ) y del dispositivo (10) El espesor activo (w) de la superficie inferior de la cámara de vapor del dispositivo (1 ) es la distancia entre los dos puntos en la sección transversal del dispositivo en donde la superficie interior del borde de aislamiento coincide con el material de apoyo (por ejemplo, véase figura 4). Si el espesor activo varía sobre la longitud (L) del dispositivo (1 ), el espesor activo (w) en el sentido de la presente invención es el promedio de estos espesores activos. Para el dispositivo (10), el espesor activo (w) es el espesor de la sección transversal del material permeable a líquido para proveerse en la superficie del material de apoyo. El espesor activo del dispositivo (10) es de este modo idéntico al espesor activo del dispositivo (1 ). Por lo tanto, el mismo signo de referencia "(w)" se ha utilizado para ambos dispositivos (1 ) y (10) de la presente invención. Definición del diámetro efectivo (d): El diámetro efectivo es la dimensión más larga de la sección transversal del compartimiento de evaporación que puede cubrirse inmediatamente cuando se expone al sol (u otra fuente solar) (es decir la dimensión más larga de la sección transversal de la porción sin sombra). Se ilustra en la figura 5. Una fuente de luz (7) (representativa del sol) se ubica por arriba de los compartimientos de evaporación (2) de diferentes geometrías. Las partes de los compartimientos de evaporación en sus secciones transversales que se cubren en su mayor parte por la fuente de luz indican por medio de líneas negritas. El diámetro efectivo (d) es la longitud de estas líneas. Por ejemplo, para un compartimiento de evaporación tubular (figura 5) con radio r, el diámetro efectivo es pr. Si el diámetro efectivo varia sobre la longitud del compartimiento de evaporación, el diámetro efectivo (d) en el sentido de la presente invención es el promedio de estos diámetros efectivos. Definición de la distancia (h) del dispositivo (1 ) de la presente invención: La distancia (h) del dispositivo (1 ) es la distancia más corta entre la superficie exterior del compartimiento de evaporación y el nivel promedio (8) de la superficie del material de apoyo. Para una superficie de no nivel la definición de (h) se ilustra en la figura 4.

Claims (8)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una instalación para la condensación de agua a partir de un líquido acuoso por medio de una gradiente de la temperatura cuya instalación comprende un compartimiento de condensación (4) y un dispositivo que comprende: (a) una cámara de vapor (5) que se encuentra en contacto a través de una abertura o una superficie inferior permeable al agua con el compartimiento de condensación (4) caracterizada porque al menos parte del vapor de agua de líquido acuoso se condensa, y en donde dentro de dicha cámara de vapor se ubica; (b) un compartimiento de evaporación (2) que tiene al menos una pared con una superficie exterior y que comprende una membrana permeable al agua y hueca, cerrada, y en donde la cámara de vapor tiene una superficie exterior que comprende un borde de aislamiento impermeable al agua sustancialmente (3) con una superficie interior y una exterior, de manera que exista un espacio entre la superficie interior del borde de aislamiento y la superficie exterior del compartimiento de evaporación, y en donde la cámara de vapor tiene una superficie inferior de un espesor (w) que es de al menos 10% del diámetro efectivo (d) del compartimiento de evaporación (2), en donde la superficie inferior se define como parte de la cámara de vapor (5) que se encuentra en flujo líquido y de vapor con el compartimiento de condensación (4). . . a , ¿...-a ..-., u,* ....,.

2.- Un dispositivo (1 ) adecuado para utilizarse en la instalación de conformidad con la reivindicación 1 , cuyo dispositivo comprende (a) una cámara de vapor (5) que puede ponerse en contacto a través de una abertura o una superficie inferior permeable al agua con un compartimiento de condensación (4) caracterizado porque al menos parte del vapor de agua de líquido acuoso se condensa, y en donde dentro de dicha cámara de vapor (5) se ubica (b) un compartimiento de evaporación (2) que tiene al menos una pared con una superficie exterior y que comprende una membrana permeable al agua y hueca cerrada, y en donde dicha cámara de vapor tiene una superficie exterior que comprende un borde de aislamiento impermeable al agua sustancialmente (3) con una superficie interior y una exterior, de manera que exista un espacio entre la superficie interior del borde de aislamiento y la superficie exterior del compartimiento de evaporación, y en donde la cámara de vapor tiene una superficie inferior de un espesor activo (w) que es al menos 10% del diámetro efectivo (d) del compartimiento de evaporación (2), en donde la superficie inferior se define como parte de la cámara de vapor (5) que es adecuada para estar en flujo líquido y de vapor con el compartimiento de condensación (4).

3.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque al menos una parte de una superficie de la cámara de vapor se forma mediante el compartimiento de condensación y/o se forma mediante un material que reemplaza la comunicación de flujo líquido como de flujo de vapor con dicho compartimiento de condensación.

4.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado además porque el espesor activo (w) es de al menos 30%, preferiblemente 50% del diámetro efectivo (d) del compartimiento de evaporación (2).

5.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, caracterizado además porque la membrana es una membrana resistente a la sal.

6.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-5, caracterizado además porque la membrana es una membrana hueca cerrada sin costura. 7 '.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-6, caracterizado además porque el espacio entre la superficie interior del borde de aislamiento (3) y la superficie exterior del compartimiento de evaporación (2) tiene un espesor más corto promedio (s) de al menos 0.1 cm. 8.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-7, caracterizado además porque el borde de aislamiento (3) comprende al menos dos láminas impermeables a vapor de agua y al líquido acuoso y en donde existe un espacio entre estas láminas que tienen un espesor promedio (g) de al menos 0.1 cm. 9.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el compartimiento de evaporación (2) comprende una membrana homogénea no porosa e hidrófila, preferiblemente seleccionada de un copoliéteruretano, un copolieteréster, y más preferiblemente una copolieteramida. 10.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque al menos parte del borde de aislamiento se elabora de un polímero, metal, material de cerámica, o vidrio. 11.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el compartimiento de condensación es suelo natural o artificial, opcionalmente contenido en un recipiente, contenedor, cubeta o similares. 12.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el suelo artificial se selecciona de materiales de substrato conocidos por cultivos hidropónico o materiales porosos hidrófilos o hidropónicos. 13.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado además porque el suelo natural o artificial contiene un sistema de drenaje que permite la recolección de agua condensada. 14.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque tiene medios para llenar el compartimiento de evaporación con el líquido acuoso, y opcionalmente, medios para dejar fuera el residuo de un líquido acuoso que se obtiene después de la evaporación del agua y transportar el vapor de agua desde el compartimiento de evaporación de la cámara de vapor y el compartimiento de condensación. 15.- El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la cámara de vapor comprende medios para obtener una corriente de convección para mejorar la evaporación desde el compartimiento de evaporación y/o transportar el vapor de agua desde la cámara de vapor al compartimiento de condensación. 16.- Un procedimiento para la condensación de agua a partir de un líquido acuoso por medio de una gradiente de la temperatura en un dispositivo de conformidad con las reivindicaciones 2-15, caracterizado además porque el procedimiento comprende (a) llenar un compartimiento de evaporación con el líquido acuoso, el compartimiento de evaporación se elabora de un compartimiento de evaporación hueco (2) que tiene al menos una pared con una superficie exterior y comprende una membrana permeable al agua hueca cerrada, (b) transportar el agua a través de la membrana en una cámara de vapor (5) que se pone en contacto con un compartimiento de condensación (4) que tiene una temperatura inferior a la del compartimiento de evaporación para obtener una gradiente de la temperatura, y en donde al menos parte del vapor de agua del líquido acuoso se condensa, y en donde el compartimiento de evaporación se ubica dentro de la cámara de vapor, y (c) opcionalmente, dejar fuera el residuo del líquido acuoso que se obtiene después de la evaporación del agua y transportar el vapor del agua desde el compartimiento de evaporación a la cámara de vapor y el compartimiento de condensación. 1

7.- Un compartimiento de evaporación hueco cerrado sin costura preferiblemente (2) que tiene al menos una pared, caracterizado porque comprende una membrana hidrófila no porosa homogénea permeable al agua y resistente a la sal de una amida de copoliéter obtenida a partir de la polimerización de un monómero de lactama que tiene 3 a 12 átomos de carbono, un ácido dicarboxílico con 2 a 20 átomos de carbono y una diamina de fórmula H2N-(CRH)y-(OQ)?-NH2, en donde R es independientemente H o CH3, x es un entero de 1 a 100, y es un entero de 1 a 20, Q es R2-R1 en donde R2 es un grupo alquileno de C2-C4 sustituido por R1 , que es hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4. 1

8.- El uso de una amida de copoliéter que se obtiene de la polimerización de un monómero de lactama que tiene 3 a 12 átomos de carbono, un ácido dicarboxílico con 2 a 20 átomos de carbono y una diamina de fórmula H2N-(CRH)y-(OQ)?-NH2, en donde R es independientemente H o CH3, x es un entero de 1 a 100, y es un entero de 1 a 20, Q es R2-R1 en donde R2 es un grupo alquileno de C2-C4 sustituido por R1 , que es hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4, para la membrana hidrófila homogénea permeable al agua y resistente a la sal del dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-15.