A partir de materiales termoplásticos, investigadores de tres universidades mexicanas y de Larc Industries diseñaron un colector solar de bajo costo que hace posible consumir menos hidrocarburos y energía eléctrica.
Las tres instituciones de estudios superiores de México que participaron en el proyecto son la Universidad Anáhuac Mayab, la Universidad Modelo y la Universidad Tecnológica Metropolitana.
El diseño del calentador se basa en las propiedades de los tubos capilares que incluso están presentes en el cuerpo humano.
José Díaz Basteris, gerente de innovación de la empresa Larc Industries, lo describió así: “Lo que hicimos en este sistema son pequeñas tiras donde hay una cantidad de agua que recibe energía por medio del sol que logra calentarla de manera rápida. Por medio de termodinámica, el agua de la parte de abajo que está fría llega a la parte de arriba ya caliente”.
A decir del profesor investigador de la Universidad Anáhuac Mayab Rubén Domínguez Maldonado, una de las ventajas que de este colector es que el diámetro de sus tubos capilares permite elevar la temperatura del flujo del agua que circula a través de estos por el método de termosifón.
“Esto permite elevar la temperatura por un método que se llama termosifón, que hace que ascienda el flujo básico de mayor temperatura hacia la parte superior y se introduzca en el termotanque”.
El diámetro de los tubos capilares oscila por lo general entre tres y 15 milímetros para lograr la temperatura en calentadores solares, aunque la medida exacta alcanzada en este proyecto es parte del diseño que ha permitido controlar la temperatura y se considera secreto industrial.
“Ha sido toda una travesía el juego con los diferentes diseños para lograr que esta temperatura oscile entre los 40 y 50 grados Celsius, que es la temperatura ideal para un baño caliente”, comentó Díaz Basteris.
Según el investigador, el objetivo principal está orientado a que personas de escasos recursos puedan bañarse con agua caliente o precalentar el agua de la cocina con esta tecnología, con la finalidad de disminuir el consumo energético de gas, electricidad, madera o derivados de petróleo.
“La idea es poder reducir gastos y precisamente de esos derivados del petróleo salen los termoplásticos que estamos utilizando, es decir, estamos tomando materia que ya fue utilizada como combustible y convirtiéndola en algo que haga que utilicemos menos energía”.
La Universidad Anáhuac Mayab colaboró en el desarrollo del colector solar a través de la evaluación del proceso de envejecimiento del material en una cámara de rayos ultravioleta y en una cámara de arco de xenón. Y no es cosa menor este análisis, pues conforme se utiliza un equipo y se le deja a la intemperie, el material envejece y pierde propiedades.
La ventaja que ofrece el calentador solar es la disminución de su costo frente a los calentadores de gas, eléctricos y otros calentadores solares disponibles en el mercado, además de disminuir el consumo energético. “La idea es que puedas tener agua caliente sin la necesidad de consumir gas”, señaló Díaz Basteris.
Desarrollo de planta piloto
Actualmente, el prototipo se desarrolla en una planta piloto con el objetivo de implementar una pequeña línea de producción. Gran parte del trabajo se encuentra en el diseño geométrico del molde, que reducirá los costos de producción y de venta al producirlo de una sola pieza.
“Si uno compara el proceso de producción de un calentador solar de tubos de cobre tradicionales que se manufacturan en la industria, dependiendo de la línea de producción, el proceso de manufactura puede tomar de seis a 12 horas para obtener un producto. La ventaja de este colector solar es que por la técnica de rotomoldeo, el tiempo de manufactura puede reducirse a aproximadamente 15 minutos”, expresó Domínguez Maldonado.
Aunque el tiempo de elaboración varía de acuerdo con las medidas evaluadas, los investigadores han demostrado que en un día pueden obtenerse hasta nueve piezas, mientras que otros procedimientos pueden tomarse todo un día para armar una sola pieza.
“Gran parte de las ventajas de manufactura es que es una planta que ya funciona actualmente con otros productos y esta propuesta se sumaría a una línea nueva de producción que generaría más empleos y un producto local que pueda generar riqueza para el estado”, apuntó Díaz Basteris.
El proyecto ha contado con la estrecha colaboración de la Universidad Anáhuac Mayab desde el planteamiento de la estrategia, así como con el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) para la evaluación de pruebas mecánicas; la Universidad Modelo y la Universidad Tecnológica Metropolitana, en el diseño de los colectores y la aplicación de pruebas térmicas; así como con el respaldo de la empresa yucateco-americana Larc Industries.
