La luz puede evaporar agua sin la necesidad de calor

Científicos en el MIT han descubierto un nuevo fenómeno en el más fundamental de los procesos físicos, que la luz puede provocar la evaporación del agua de una superficie sin necesidad de calor.
Este “efecto fotomolecular” podría ser importante para comprender el cambio climático y mejorar algunos procesos industriales, según aseguran.
En una serie de experimentos minuciosamente precisos, se demostró que el calor no es el único que provoca la evaporación del agua. La luz, al golpear la superficie del agua donde se encuentran el aire y el agua, puede romper las moléculas de agua y hacerlas flotar en el aire, provocando la evaporación en ausencia de cualquier fuente de calor.
Este sorprendente nuevo descubrimiento podría tener una amplia gama de implicaciones importantes. Podría ayudar a explicar misteriosas mediciones realizadas a lo largo de los años sobre cómo la luz solar afecta a las nubes y, por lo tanto, afectar los cálculos de los efectos del cambio climático sobre la nubosidad y las precipitaciones.
Los hallazgos, y las diferentes líneas de evidencia que demuestran la realidad del fenómeno y los detalles de cómo funciona, se describen en la revista PNAS, en un artículo liderado por Carl Richard Soderberg, profesor de ingeniería energética.
Los autores dicen que su estudio sugiere que el efecto debería ocurrir ampliamente en la naturaleza -en todas partes, desde las nubes hasta las nieblas y las superficies de los océanos, los suelos y las plantas- y que también podría conducir a nuevas aplicaciones prácticas, incluso en producción de energía y agua limpia, informa el MIT.
El nuevo trabajo se basa en una investigación publicada el año pasado, que describía este nuevo «efecto fotomolecular», pero sólo en condiciones muy específicas: en la superficie de hidrogeles especialmente preparados empapados en agua. En el nuevo estudio, los investigadores demuestran que el hidrogel no es necesario para el proceso; Ocurre en cualquier superficie de agua expuesta a la luz.
Debido a que el efecto fue tan inesperado, el equipo trabajó para demostrar su existencia con tantas líneas de evidencia diferentes como fuera posible. En este estudio, informan sobre 14 tipos diferentes de pruebas y mediciones que llevaron a cabo para establecer que el agua en realidad se estaba evaporando (es decir, que las moléculas de agua se soltaban de la superficie del agua y flotaban en el aire) debido solo a la luz, no por calor, que durante mucho tiempo se supuso que era el único mecanismo involucrado.
Un indicador clave, que se mostró consistentemente en cuatro tipos diferentes de experimentos bajo diferentes condiciones, fue que cuando el agua comenzó a evaporarse de un recipiente de prueba bajo luz visible, la temperatura del aire medida sobre la superficie del agua se enfrió y luego se estabilizó, mostrando que la energía térmica no era la fuerza impulsora detrás del efecto.
Otros indicadores clave que aparecieron incluyeron la forma en que el efecto de evaporación variaba según el ángulo de la luz, el color exacto de la luz y su polarización. Ninguna de estas características variables debería ocurrir porque en estas longitudes de onda, el agua apenas absorbe luz y, sin embargo, los investigadores las observaron.
El efecto es más fuerte cuando la luz incide sobre la superficie del agua en un ángulo de 45 grados. También es más fuerte con cierto tipo de polarización, llamada polarización magnética transversal.
El equipo propuso un mecanismo físico que puede explicar la dependencia del ángulo y la polarización del efecto, mostrando que los fotones de luz pueden impartir una fuerza neta sobre las moléculas de agua en la superficie del agua que es suficiente para soltarlas de la superficie del agua. (Europa Press)