DISPONIBILIDAD Y NECESIDAD
No fue nuestra idea extender nuestras charlas al ámbito Universitario ni tampoco lo imaginamos cuando se nos ocurrió este acercamiento con los productores rurales. Sin embargo nos llena de satisfacción que cada tanto nos llegue alguna inquietud de ese nivel, tampoco pensamos que el tema radiación y calefacción solar tuviera tanta respuesta.
La Universidad Tecnológica de Resistencia en el Chaco nos informa que esta desarrollando el aprovechamiento de la radiación con fines de generación de frío, al mismo tiempo que nos propone un intercambio de conocimientos en lo referente a los captadores. La sugerencia es la que encauza esta charla. Disponibilidad y necesidad es conveniente que vayan en el mismo sentido. ¿Qué significa esto?. Hasta ahora habíamos hablado de los captadores solares pensando en utilizarlos para convertir la radiación solar en calor. La necesidad era agua caliente para uso domestico, en especial en el invierno. La disponibilidad era entonces la radiación solar correspondiente a la misma época del año ya que es imposible acumular calor durante seis meses. Pero la radiación veraniega es 3 a 4 veces la invernal, con lo cual el mismo colector que usamos para generar calor rendirá en la misma proporción cuando lo usemos con el criterio de refrigeración para conservación de alimentos, tal cual la propuesta de los muchachos de Resistencia. Para interpretarlo mejor digamos que es lo mismo que si el motor de nuestro automóvil en verano tuviera en lugar de 80 HP, 320 HP, pero consumiera el mismo combustible. El problema no seria el costo de combustible sino el costo del motor, al igual que en el captador. Si queremos generar calor los captadores valen cuatro veces mas que si los usamos para generar frío.
Continuando con el tema y ya asociándolo a esta aplicación en particular reiteremos que nuestro captador plano es capaz de calentar el agua hasta unos 50 grados en invierno y 70 en verano y que la mejor aplicación es colocarlo en serie con el termotanque, de tal manera que el termostato del mismo se encargue de mantener la temperatura suministrando solo una pequeña parte de la energía necesaria por cuanto el calefón solar suministrará la parte importante a un costo cero de combustible.
Siendo el propósito alimentar la lluvia del baño y el agua caliente de la cocina resulta ser una alternativa interesante factible de lograr con esas temperaturas máximas. En cambio si la temperatura requerida fuera mayor, caso refrigeración, deberíamos pensar en otro tipo de colector, en el que además de captar la radiación, la concentra, aumentando de ese modo la temperatura. Al orden de los 100 grados se llega colocando los tubos dentro de tubos de vidrio como ya vimos o también fabricando canalones de acuerdo a la figura, en el fondo de los cuales va asentado el caño. La primera versión desecha la fabricación con medios precarios pero la segunda aun esta a nuestro alcance,
Estos canalones deben ser construidos en acero inoxidable pulido y la forma debe ser parabólica .
ver *la parábola concentradora) La característica de la parábola es que todos los rayos solares que inciden sobre la pantalla con esa forma geométrica se reflejan pasando por un punto llamado foco, que como es obvio, estará ocupado por nuestro caño colector. Si se respeta la forma estipulada, el foco de la parábola se sitúa como se indica en el dibujo y esto simplemente se logra apoyando el caño en el fondo. Una aclaración importante es que los canalones, a diferencia de los colectores planos, deben ser colocados en forma horizontal para de esa forma acompañar al recorrido del sol. La temperatura alcanzada depende de las dimensiones de cada canalón.
Si por ejemplo, tuviera 1 metro cuadrado la concentración es tan importante como para alcanzar mas de 300 grados; se puede encender un papel colocado en el foco.
De dimensiones algo mayores pero con varios cientos de metros de longitud existen algunas usinas experimentales que concentran el calor como para evaporar el agua circulante y sobrecalentar el vapor a 500 grados con lo cual se acciona una turbina aunque es necesario destacar, para evitar confusiones, que la energía colectada será la misma, lo que equivale a decir que si bien el agua llegara a 100 o mas grados la cantidad de agua será menor, de tal forma que si la enfriamos con agua natural llegaremos al mismo resultado anterior. La radiación solar es la misma y por consiguiente no hay milagros. Esto debe quedar bien claro para no complicar la cosa si es que no se necesitan mas de 70 grados...
Para completar y resumir el tema agreguemos también las cocinas solares, pantallas parabólicas que alcanzan temperaturas del orden de los 200 a 300 grados y por ultimo los hornos solares en los que se alcanzan temperaturas del orden de los 3000 a 4000 grados. Odeillo y PSA (Plataforma Solar de Almería) son un ejemplo de ellos. Para quien este interesado en el tema haremos una pequeña descripción informativa.
El primero esta ubicado en los Pirineos orientales, en una pequeña ciudad francesa de nombre Odeillo. Tiene un paraboloide concentrador de 40 metros de altura por 54 metros de largo con casi 10.000 espejos y a su vez este recibe la radiación de un sistema de espejos concentradores heliostáticos, cuya función es precisamente “seguir” el trayecto del sol durante el día. La concentración se efectúa sobre una superficie esférica de solo 10 cm de diámetro, lugar donde se encuentra el horno de fusión
El campo de heliostatos es una especie de “anfiteatro” natural en plena montaña en la cual se ubican estratégicamente estos espejos auto orientables, de tal forma que permiten la reflexión del sol sobre el paraboloide principal. La radiación del sol varia entre 800 a 1050 w/m2 pero los heliostatos hacen que sobre el paraboloide se multiplique hasta alcanzar los 1000 W/cm2(10.000 veces mas). Los 63 heliostatos cuentan con 180 espejos de 50 x 50 cm cada uno con una superficie total reflectante de 2835 m2. La potencia total del horno alcanza un máximo de 1000 Kw. El objetivo de los hornos solares de esta naturaleza es lograr temperaturas suficientemente altas como para fundir metales sin contaminación ya que por ejemplo si se acudiera a hornos eléctricos la disolución parcial del material de los electrodos introduciría impurezas en el metal fundido.
El de Almería, en Andalucía, junto al Mediterráneo es un complejo de investigación con concentradores de radiación, heliostatos y células fotovoltaicas, incluyendo además interesantes sistemas de acumulación termodinamicos. Aquellos que quieran profundizar el tema y dispongan del tiempo suficiente les recomendamos recurrir a las páginas de Internet tanto de uno como del otro. Las direcciones son las siguientes:
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Ing. Enrique O.Nielsen
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