Con el objetivo de disminuir el consumo de hidrocarburos, energía eléctrica y los costos elevados de adquisición e instalación de calentadores solares disponibles en el mercado, investigadores de Larc Industries, la Universidad Anáhuac Mayab, la Universidad Modelo y la Universidad Tecnológica Metropolitana diseñaron un colector solar de bajo costo hecho a partir de materiales termoplásticos.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, José Díaz Basteris, gerente de innovación de la empresa Larc Industries, señaló que el diseño del calentador está basado en las propiedades de los tubos capilares que se encuentran incluso en el cuerpo de los seres humanos.
Rubén Domínguez Maldonado, profesor investigador de la Universidad Anáhuac Mayab, señaló que una de las ventajas que ofrece el colector es que el diámetro de los tubos capilares de los que está compuesto 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”, apuntó.
El diámetro de los tubos capilares oscila usualmente entre tres y 15 milímetros para lograr la temperatura en calentadores solares, aunque la medida exacta lograda en el proyecto es parte del diseño que ha permitido controlar la temperatura y se considera secreto industrial.
De acuerdo con 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”, recalcó.
De acuerdo con Domínguez Maldonado, 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.
Las pruebas de envejecimiento del material se realizaron de acuerdo con las normas de la ASTM International (American Society for Testing and Materials), mientras que las mediciones de percepción de color siguieron el criterio CIELAB, escala de medición de color internacional que permitió observar el efecto de la pérdida de color en los materiales, en comparación con el modelo estándar para evaluar el efecto en la pérdida de eficiencia.
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”, apuntó.
Además de capacitar a las empresas encargadas de distribuir el colector solar para su instalación, los investigadores realizarán un manual que estará disponible en línea para que cualquier usuario pueda instalar el colector solar en su propio techo.
“Por el diseño del material y del colector en particular, en cualquier posición y ángulo que se coloque va a proporcionar agua caliente. A los lados tiene las conexiones para las tuberías donde prácticamente uno puede conectar la tubería que va directo a la regadera o al lavabo, conectar la tubería de entrada de agua y gracias al diseño interno del colector, el agua fría entra de un lado y el agua caliente sale del otro. Es algo muy sencillo, solo es conectar dos tuberías y poner el colector en el techo”, explicó Díaz Basteris.
El calentador consta de dos partes: el colector solar conformado por tubos capilares que absorben la energía emitida por el sol y el termotanque de polietileno manufacturado por la técnica de termoformado, que almacena la energía ganada durante el día para ser utilizada posteriormente por el usuario. “El cliente podrá decidir si quiere el paquete completo, si quiere el tanque para almacenar el agua o si quiere solo el colector para una llave de paso”, comentó Díaz Basteris.
El diseño del termotanque es similar a un tanque estacionario y tiene un recubrimiento exterior de poliestireno (parecido a la nieve seca) que permite almacenar el calor que está en el interior del tanque, mismo que está hecho de un termoplástico que no genera intercambio entre el agua de su interior y el aire del exterior. “Con la capa de poliestireno se logra un aislante donde se puede tener agua a 50 grados hasta por cinco días, sin la necesidad de meter más energía”, señaló Díaz Basteris.
