Energías Alternativas Ecología

Fecha: Domingo, 19 Marzo, 2006 - 00:00

Energía térmica solar (II y última parte)

En la edición 140 de EcoDias decíamos que la energía térmica solar puede usarse directamente, es decir, sin transformarla antes en energía eléctrica, en dos clases de sistemas. El primero de baja temperatura (hasta 70 a 80 º C) y el segundo de alta temperatura (400 a 800 º C, aproximadamente).
Dentro de los primeros nos referimos a algunos sistemas domésticos solares para calentar agua de dos tipos: calentadores planos y tanques de calentamiento.
A continuación presentamos otros aprovechamientos a baja temperatura de la energía solar.

Cocinas solares
Se suele recurrir a superficies parabólicas, derivadas de una curva -la parábola- que tiene una propiedad muy útil: todos los rayos de luz que inciden sobre su “interior”, convergen luego en un punto, llamado “foco de la parábola”. Esto no ocurre con las superficies semiesféricas, afectadas de un defecto llamado “aberración esférica” que no permite concentrar bien los rayos solares reflejados.
Si la parábola se rota alrededor de su eje focal, se obtiene una superficie parabólica cóncava, parecida a un cuenco.
En cambio, si la parábola es desplazada paralela a sí misma, se obtiene un “canalón (o spiedo) parabólico”, más conveniente para cocinar alimentos alargados (tira de asado, pollos, matambre arrollado, etc.)
También se construyen cajas de cocción solares, provistas de una tapa reflectante para aumentar la captura de radiación solar.
Finalmente, se puede fabricar una cocina solar de paneles, aproximando el perfil parabólico tipo canalón mediante rectángulos reflectantes, montados verticalmente; en el eje focal se ubica el recipiente donde se produce la cocción, cubriéndolo de algún material transparente para reducir la pérdida calórica.

Desalinización y pasterización solar de agua
Es conocida la creciente escasez de agua potable en el mundo, aún cuando en muchos puntos suele disponerse de agua con exceso de sales o contaminada por microorganismos que la hacen no apta para el consumo. En el desalinizador de caja el agua del tanque elevado humedece un panel poroso calentado por la radiación solar que ingresa por el frente transparente; parte del agua se evapora, condensando luego sobre la cara interna del frente, resbalando hacia un colector. En el proceso de vaporización y condensación, el agua se libera de las sales y de los microorganismos.

Calefacción solar de aire
En climas fríos, los ambientes de una vivienda pueden calefaccionarse con espacios solares o con paredes Trombe.
Los espacios solares son semejantes a invernáculos, dentro de los cuales el aire se calienta porque la energía solar que ingresa es mayor que el calor que escapa; por las habitaciones de la vivienda se hace circular ese aire caliente, en lo posible por tiraje natural o con forzadores eléctricos de baja potencia.
La pared Trombe se deriva del espacio solar; consiste en construir, en las fachadas orientadas hacia el sol, una doble pared que deja entre ambas un espacio angosto de aire, con aberturas en la parte alta y baja de la pared interior. Esas aberturas permiten la circulación del aire de los ambientes hacia y desde el espacio hueco de la pared Trombe; de noche, esas aberturas pueden cerrarse para reducir la pérdida de calor.

Estanques solares
Son útiles cuando se requieren cantidades grandes de calor a niveles de temperatura inferiores a 100 º C. Son fáciles de construir, pues consisten en una depresión apropiada del terreno, cuyo fondo se reviste con una membrana negra, sobre la que se asienta una cañería en serpentín por la que circulará el fluido de transferencia térmica. Luego se carga una solución acuosa con alta concentración de sal (cloruro de sodio), sobre la cual -evitando su mezclado con la primera- se carga una segunda solución salina, pero menos concentrada. Finalmente, y siempre evitando el mezclado, se carga agua común.
La gran diferencia de densidad de las 3 capas líquidas impide su mezclado. La capa líquida intermedia actúa como freno de las corrientes convectivas, a la vez que deja pasar la radiación solar, la que calienta la capa inferior -muy salada- a temperaturas de hasta 95 º C. En la capa inferior se halla inmersa la cañería que, por circulación del fluido de transferencia térmica, llevará calor al punto de uso, donde lo cederá mediante un intercambiador de calor.
En ciertos estanques solares, para eliminar totalmente la posibilidad de mezclado entre capas, se las separa mediante membranas plásticas transparentes.

Torres solares convectivas
Son estructuras de grandes dimensiones, con una chimenea de varios metros de diámetro y altura entre 500 y 1000 metros. En la base de la chimenea se extiende una cubierta inclinada que la circunda, separada unos 2 metros del suelo en su perímetro, que es la parte más baja. Esta cubierta recibe la radiación solar, que calienta el aire por debajo de ella, lo que provoca su circulación hacia el centro, para luego ascender por la chimenea. La corriente de aire así inducida se aprovecha para mover hélices -ubicadas en el perímetro de la cubierta- acopladas a generadores de electricidad.

Autor: Redacción EcoDias