thumb|right|Pozo aéreo de alta masa del ingeniero belga Achile Knapen en Trans-en-Provence thumb|right|alt=El condensador en Satapar en la India se compone de once crestas. Las crestas son trapezoidales en sección (top 50 cm, base 200 cm, dos lados inclinados 30 grados respecto a la horizontal, altura 100 cm) y cada uno es de 20 m de largo. Las crestas están construidos sobre terreno de suave pendiente. Todas las crestas drenan en una tubería común en la parte inferior y que conduce a un almacenamiento bajo tierra. El agua para uso debe ser retirada mediante una bomba de mano. El sistema fue encargado a principios de abril de 2007. El coste total de la instalación ha sido Rs 117 000.|Un condensador radiativo de 550 m² en el noreste de India
Un pozo aéreo o pozo de aire es una estructura o dispositivo que recoge agua que proviene de la condensación de la humedad del aire. Existen muchos y variados diseños de pozos de aire. Los más sencillos son totalmente pasivos: no requieren fuente de energía externa y tienen pocas partes móviles o ninguna.
Los diseños empleados son principalmente de cuatro tipos: de gran masa, radiación, activo y nanotecnológico: Los de gran masa se utilizaron a principios del ; este enfoque no funcionó como se esperaba. A finales del se usaron colectores radiativos de pequeño tamaño, que demostraron ser mucho más efectivos. Los colectores activos recogen el agua de la misma manera que lo hace un deshumidificador; aunque funcionan bien, requieren de una fuente de energía, haciéndolos poco económicos, excepto en circunstancias especiales. Colectores de este tipo con diseños innovadores buscan minimizar los requerimientos de energía o utilizar energía renovable. Los colectores nanotecnológicos, usados desde inicios del , son colectores pasivos que utilizan el efecto loto.
Fundamento
thumb|right|Vapor de agua atmosférico global para el 30 de enero de 2005. Invierno en el hemisferio norte y verano en el hemisferio sur.
Todos los diseños de pozos de aire incorporan un sustrato con una temperatura suficientemente baja para que se forme rocío. El rocío es una forma de precipitación que se produce naturalmente cuando el vapor de agua atmosférico se condensa sobre un sustrato. Es distinto de la niebla; la niebla está hecha de gotas de agua que se condensan alrededor de las partículas en el aire. La condensación libera calor latente, que debe ser disipado con el fin de continuar recolectando agua.
Un pozo aéreo requiere que haya humedad en el aire. Incluso en los desiertos el aire contiene pequeñas cantidades de agua. De acuerdo a Beysens y Milimouk: "La atmósfera contiene 12 900 km³ de agua dulce, que se compone de un 98 % de vapor de agua y 2 % de agua condensada (nubes): una cifra comparable a los recursos de agua líquida renovables de las tierras habitadas (12 500 km³)." La cantidad de vapor de agua contenida en el aire se contabiliza comúnmente como humedad relativa, y depende de la temperatura del aire, ya que el aire más cálido contiene más vapor de agua que el frío. Cuando el aire se enfría al punto de rocío, se satura, y la humedad se condensa sobre las superficies adecuadas. Por ejemplo, la temperatura de rocío del aire a 20 °C y 80 % de humedad relativa es 16 °C. La temperatura de rocío cae a 9 °C si la humedad relativa es del 50 % .
Un método relacionado, aunque muy diferente para averiguar la humedad atmosférica es la valla atrapaniebla.
Hay que distinguir entre pozo aéreo y estanque de rocío. Un estanque de rocío es una laguna artificial destinada para abrevar el ganado. El nombre (a veces estanque nube o estanque niebla) se deriva de la creencia generalizada de que el estanque se llenaba con la humedad del aire.Oxford English Dictionary: "dew-pond" De hecho, se llenan sobre todo con agua de lluvia.
Piedras utilizadas como mantillo aumentan significativamente los rendimientos de los cultivos en zonas áridas. Un caso especial se da en las Islas Canarias: en la isla de Lanzarote la lluvia promedio anual es y no hay ríos. A pesar de esto, los cultivos sustanciales ser cultivan mediante el uso de un lecho de piedras volcánicas, un truco descubierto después de las erupciones volcánicas en 1730. Hay quien considera que el mantillo de piedra promueve el rocío; aunque la idea ha inspirado a algunos pensadores, parece poco probable que el efecto sea significativo. Por el contrario, las plantas son capaces de absorber el rocío directamente de las hojas, y el principal beneficio de una capa vegetal piedra es reducir la pérdida de agua del suelo y eliminar la competencia de las malas hierbas.
Historia
A partir de principios del , una serie de inventores experimentaron con colectores de gran masa. Destacaremos al ingeniero ruso Friedrich Zibold (a veces se pone como Friedrich Siebold), el bioclimatólogo francés Leon Chaptal, el investigador alemán-australiano Wolf Klaphake y el belga Achille Knapen.
Colector de Zibold
thumb|250px|Una sección a través del condensador de rocío Zibold. (a) es un tronco de cono construido con guijarros de arena de 20 m de diámetro en la base y 8 m de diámetro en la parte superior. (b) es un recipiente de hormigón; un tubo (no mostrado) conduce lejos de la base de la taza a un punto de recogida. (c) es el nivel del suelo y (d) es la base caliza natural.Based on diagram by Nikolayev et all, 1996
En 1900, cerca la ciudad bizantina de Feodosia, fueron descubiertos 13 grandes montones de piedras por Zibold que era un forestal y el ingeniero a cargo de esta área. Cada pila de piedra cubría poco más de 900 m² y tenía una altura de 10 m. Los hallazgos se asociaron con los restos de tuberías de terracota de 75 mm de diámetro, que aparentemente llevaron a pozos y fuentes de la ciudad. Zibold concluyó que las pilas de piedra eran condensadores que abastecían a Feodosia con agua; y se calcula que cada pozo aéreo podía producir más de 55 400 L al día.
Para verificar su hipótesis Zibold construyó un condensador con pilas de piedra a una altitud de 288 m en el monte Tepe-Oba, cerca de Feodosia; estaba rodeado por un muro de 1 m de alto y 20 m de ancho, alrededor de un área de recolección en forma de cuenco con drenaje. Zibold usó las piedras del mar de 10 a 40 cm de diámetro apiladas hasta 6m de altura con forma tronco-cónica de 8 m de diámetro en su parte superior. La forma de la pila de piedra permite un buen flujo de aire con contacto térmico solamente mínimo entre las piedras.
El condensador de Zibold comenzó a operar en 1912 con una producción diaria máxima que se estimó haber sido de 360 L (Zibold no publicó resultados). La base desarrolló filtraciones que obligaron al experimento a poner fin en 1915 y el lugar fue parcialmente desmantelado antes de ser abandonado. Aunque el sitio fue redescubierto en 1993 y limpiado. El condensador de Zibold fue aproximadamente del mismo tamaño que las antiguas pilas de piedra que se habían encontrado, y aunque el rendimiento fue mucho menor que el rendimiento que Zibold había calculado para las estructuras originales, el experimento sirvió de inspiración para los desarrolladores posteriores.
Colector de Chaptal
Inspirado por el trabajo de Zibold, Chaptal construyó un pequeño pozo aéreo cerca de Montpellier en 1929. El condensador de Chaptal es una estructura piramidal de hormigón de 3 m² y 2.5 m de alto, se llenó de 8 m³ de piezas de caliza de aproximadamente 7.5 cm de diámetro. Los orificios de ventilación son pequeños rodeando las partes superior e inferior de la pirámide, y pueden ser cerrados o abiertos según se requiera para controlar el flujo de aire. La estructura se deja enfriar de noche, y de día queda expuesta al aire caliente y húmedo. Posteriormente el rocío formado en las piezas de piedra caliza se recoge en un depósito por debajo del nivel del suelo. La cantidad de agua obtenida varía entre 1 y 2.5 L al día dependiendo de las condiciones atmosféricas.
Chaptal no consideró su experimento como un éxito. Cuando se retiró en 1946, dejó el condensador fuera de servicio, posiblemente porque no quería dejar una instalación incorrecta capaz de inducir a error a los que más tarde podrían continuar los estudios de los pozos aéreos.
Colectores de Klaphake
Wolf Klaphake fue un químico exitoso que trabajó en Berlín entre la década de 1920 y la de 1930. Durante ese tiempo, probó varias formas de pozos aéreos en Yugoslavia y la Isla de Vis del Mar Adriático. Su trabajo se inspiró en Zibold y en Maimónides, un conocido erudito judío que escribió en árabe hace unos 1000 años y que menciona el uso de condensadores de agua en Palestina.
Klaphake experimentó con un diseño muy simple: parte de ladera de una montaña se despejaba y se cubría con una superficie impermeable, acompañado de pilares o crestas. Los lados de la estructura estaban cerrados, aunque los bordes superior e inferior se dejaron abiertos. De noche la ladera se enfriaba y la humedad del día se condensaba y deslizaba por la superficie alisada. El sistema funcionaba, sin embargo era caro, y Klaphake finalmente adoptó un diseño más compacto basado en una estructura de mampostería. Se trataba de un edificio en forma de pan de azúcar, de unos 15 m de alto, con paredes de por lo menos 2 m de espesor, con agujeros en la parte superior y en la parte inferior. La pared exterior estaba hecha de hormigón para conseguir una alta capacidad térmica, la superficie interna estaba hecha de arenisca por su porosidad. Según Klaphake:
Presuntamente se han identificado las huellas de los condensadores de Klaphake.
En 1935, Wolf Klaphake y su esposa María emigraron a Australia. Probablemente la decisión de emigrar fue principalmente el resultado de los encuentros de María con las autoridades nazis; su decisión de establecerse en Australia (en lugar de, por ejemplo, en Gran Bretaña) fue influenciado por el deseo de Wolf de desarrollar un condensador de rocío. Al ser un continente seco, Australia probablemente necesitará otras fuentes de agua dulce, y el primer ministro de Australia del Sur, a quien había conocido en Londres, había expresado su interés. Klaphake hizo una propuesta específica para un condensador en la pequeña ciudad de Cook, donde no había suministro de agua potable. En Cook, la compañía ferroviaria había instalado anteriormente un gran condensador activo alimentado por carbón, pero era prohibitivamente caro de mantener, ya que era más barato transportar agua. Sin embargo, el gobierno de Australia rechazó la propuesta de Klaphake, y perdió interés en el proyecto.
Pozo aéreo de Knapen thumb|right|200px|Exterior del pozo aéreo de Achille Knapen thumb|right|200px|Interior del pozo aéreo de Achille Knapen Knapen, que había trabajado previamente en los sistemas para eliminar la humedad de edificios,Prevention Of Damp in Buildings. The Manchester Guardian, 27 de febrero de 1930, p. 6, columna F. estaba a su vez inspirado en la obra de Chaptal y se dedicó a la construcción de un ambicioso gran pozo de aire (pozo aéreo) en una colina de 180 m en Trans-en-Provence en Francia. A partir de 1930, la torre de rocío de Knapen le tomó 18 meses para su construcción y aún sigue en pie, aunque en estado ruinoso. En el momento de su construcción, el condensador atrajo algún interés público."Air Well Waters Parched Farms" Popular Science, March 1933