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Modifications of energy-efficient water vapor condensation technologies for reforestation and human consumption in arid regions and tropical islands
Díaz Boyle, Pablo J.
Díaz Boyle, Pablo J.
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Abstract
Solar earth-water distillation technology is a suitable and cost-effective method for extracting
water from arid lands. This water can be used for irrigation and human consumption, with
modifications. Experiments were carried out in two locations in Puerto Rico with objectives of
evaluating three different types of solar earth-water stills: trench type, box type and a
commercially available still the Irripan. The trench-type stills evaluated were the traditional
design of 1x1m, and elongated modifications with width to length ratios of 1/2 x 2 m and 1/4 x 4
m. The elongated trenches produced at least twice as much vapor condensate as the traditional
trenches. Orientation of trenches in a north-south direction tended to produce slightly more
condensate than in an east-west direction, yet with no significant differences. Box-type stills
placed over bare ground were compared to stills placed over grass covered ground, with no
statistical difference observed in the amount of water collected between grass and bare earth.
Irripan water and dew collectors were modified to quantify dew collection and evaluate soil
moisture retention capacity. Box stills over vegetation versus over bare earth were different if
vegetation withstood high temperatures within stills leading to higher soil moisture and, under
low rainfall, providing higher water collection capacity. Both stills, if used in multiple
repetitions, can provide sufficient water for drinking, though water in box-type stills is of better
quality yet less quantity than trench-type stills. Trench stills could suffice for reforestation and
box stills could be used as well, if multiple stills are used. Irripans could provide sufficient water
for reforestation. All technologies could prove useful for water collection in arid lands for
reforestation. Further studies should be conducted to better understand and modify these systems
in the future.
La tecnología de destilación solar de agua en suelo es un método viable y económico para extraer agua de tierras áridas. Esta agua puede ser utilizada para riego y consumo humano, con algunas modificaciones. Experimentos se llevaron a cabo en dos sitios de Puerto Rico con el objetivo de evaluar tres tipos diferentes de destiladores solares de agua en suelo: tipo trinchera, tipo caja y un condensador disponible llamado "Irripan". Se evaluó el diseño tradicional de los destiladores trincheras con dimensiones de 1x1m, y modificaciones de la misma con dimensiones de 1/2 x 2m y 1/4 x 4 m. Las trincheras alargadas produjeron al menos la doble agua que las tradicionales. La orientación de las trincheras en dirección norte-sur tendió a producir un poco más que aquellas en dirección este-oeste, pero sin diferencias significativas. Destiladores tipo caja fueron colocados sobre grama versus suelo raso pero sin diferencias significativas en su recolección. Los colectores “Irripan” se modificaron para cuantificar la recolección de agua en suelo y evaluar la capacidad de retención de humedad del suelo. Las cajas sobre vegetación versus al suelo raso fueron diferentes, si la vegetación aguantaba el ambiente dentro de las mismas, lo que provocó una mayor humedad del suelo y, con baja precipitaciones, resulto en mayor capacidad de recolección de agua. Ambos destiladores, si usados en múltiples repeticiones, pueden rendir suficiente agua para sobrevivencia humana, aunque los destiladores tipo cajas son de mejor calidad, pero menor cantidad que los destiladores tipo trincheras. Los destiladores de zanja podrían ser suficientes para la reforestación. Los destiladores de caja también, si varios son usados. Los Irripans podrían rendir suficiente agua para la reforestación. Todas las tecnologías podrían resultar útiles para la recolección de agua en tierras áridas para la reforestación. Se deben realizar más estudios para comprender y modificar mejor estos sistemas en el futuro.
La tecnología de destilación solar de agua en suelo es un método viable y económico para extraer agua de tierras áridas. Esta agua puede ser utilizada para riego y consumo humano, con algunas modificaciones. Experimentos se llevaron a cabo en dos sitios de Puerto Rico con el objetivo de evaluar tres tipos diferentes de destiladores solares de agua en suelo: tipo trinchera, tipo caja y un condensador disponible llamado "Irripan". Se evaluó el diseño tradicional de los destiladores trincheras con dimensiones de 1x1m, y modificaciones de la misma con dimensiones de 1/2 x 2m y 1/4 x 4 m. Las trincheras alargadas produjeron al menos la doble agua que las tradicionales. La orientación de las trincheras en dirección norte-sur tendió a producir un poco más que aquellas en dirección este-oeste, pero sin diferencias significativas. Destiladores tipo caja fueron colocados sobre grama versus suelo raso pero sin diferencias significativas en su recolección. Los colectores “Irripan” se modificaron para cuantificar la recolección de agua en suelo y evaluar la capacidad de retención de humedad del suelo. Las cajas sobre vegetación versus al suelo raso fueron diferentes, si la vegetación aguantaba el ambiente dentro de las mismas, lo que provocó una mayor humedad del suelo y, con baja precipitaciones, resulto en mayor capacidad de recolección de agua. Ambos destiladores, si usados en múltiples repeticiones, pueden rendir suficiente agua para sobrevivencia humana, aunque los destiladores tipo cajas son de mejor calidad, pero menor cantidad que los destiladores tipo trincheras. Los destiladores de zanja podrían ser suficientes para la reforestación. Los destiladores de caja también, si varios son usados. Los Irripans podrían rendir suficiente agua para la reforestación. Todas las tecnologías podrían resultar útiles para la recolección de agua en tierras áridas para la reforestación. Se deben realizar más estudios para comprender y modificar mejor estos sistemas en el futuro.
Description
Date
2025-02-11
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Collections
Keywords
Forestry, Agricultural Sciences, Landscape Planning, Soil Science, Soil physics, Water