Boletín
UNAM-DGCS-128
Ciudad Universitaria
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INVESTIGADORES DE LA UNAM PRODUCEN HIELO CON ENERGÍA SOLAR
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Un nuevo sistema termodinámico podría ser una
opción para las comunidades rurales y pesqueras que carecen de electricidad y,
por ello, de aparatos de refrigeración convencionales
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Integrantes del Centro de Investigaciones en
Energía, encabezados por Wilfrido Rivera Gómez-Franco, desarrollaron esta
tecnología
Integrantes
del Centro de Investigaciones en Energía de la UNAM, en Temixco, Morelos, encabezados
por Wilfrido Rivera Gómez-Franco, desarrollaron un novedoso sistema productor
de hielo que no requiere energía eléctrica, sino solar, y que puede ser
construido con materiales de fácil adquisición.
Ello porque
en México hay miles de pequeñas comunidades rurales y costeras que por vivir
alejadas de la red eléctrica carecen de electricidad en sus hogares y, por
ende, de sistemas de refrigeración para la conservación de sus alimentos y
medicinas.
Esto también
llega a repercutir en la actividad económica de esas poblaciones. Tal es el
caso de las pesqueras, que se ven obligadas a vender inmediatamente el producto
de su jornada a intermediarios, que sí lo almacenan en bodegas frigoríficas y
distribuyen a los centros de consumo, obteniendo las mayores utilidades,
mientras que los pescadores viven en condiciones de pobreza.
En algunas
comunidades apartadas, donde se carece de servicios de salud, mucha gente cae
enferma gravemente o es picada por insectos, alacranes o serpientes, y debe
recorrer grandes distancias antes de recibir atención médica, lo cual pone en
peligro su vida. Este sistema podría ser utilizado también para la conservación
de medicamentos, vacunas y antídotos.
El sistema
consiste principalmente en un Colector Cilíndrico Parabólico (CPC), que opera
como un generador-absorbedor; un condensador; un evaporador; una válvula de
expansión y los fluidos de trabajo que en este caso son el amoniaco
(refrigerante) y el nitrato de litio (absorbente).
A diferencia
de los sistemas de compresión mecánica (es decir, los que se tienen
convencionalmente en casa), los de absorción no funcionan con electricidad. En
ellos se sustituye el compresor que se utiliza en los refrigeradores
comerciales por un CPC que concentra los rayos del Sol en una línea focal,
donde se coloca un tanque de almacenamiento en el que se encuentran los fluidos
de trabajo.
Los rayos
del Sol calientan ese tubo a temperaturas aproximadas de 100 grados Celsius,
separando el amoniaco del nitrato de litio. De esta manera, el amoniaco en
forma de vapor pasa al condensador, donde es licuado por medio de agua de
enfriamiento y se almacena durante las horas de insolación.
Al llegar la
noche se abre la válvula de expansión para permitir que pase el amoniaco
líquido, lo cual reduce su presión y temperatura; así, al llegar al evaporador
congela el agua contenida en las charolas. Por último, el amoniaco regresa al
generador-absorbedor para estar listo a la mañana siguiente y repetir el ciclo.
“En ningún
momento se da un trabajo mecánico ni participa la electricidad –explicó
Wilfrido Rivera–, sólo el calor que, mediante un proceso termodinámico,
condensa y gasifica el amoniaco, el cual es reabsorbido por el nitrato de
litio. Los usuarios únicamente deben abrir una válvula una vez al día para permitir
el paso del refrigerante. Pero se está trabajando para que el sistema sea
completamente automático”.
De acuerdo
con la estación del año, el colector solar de este sistema debe tener una
posición determinada, para que el punto focal reciba la mayor cantidad posible
de rayos solares.
Así, en
verano debe alinearse totalmente hacia arriba, porque el Sol pasa por el cenit;
en cambio, en invierno debe inclinarse porque el astro rey está mucho más
abajo. En general, el usuario tendría que cambiarlo de posición en los
equinoccios y solsticios.
El prototipo
desarrollado por los investigadores universitarios produce unos 10 kilos de
hielo al día. Pero se puede escalar a un tamaño más grande sin que pierda
eficacia.
“Es posible escalar este sistema a capacidades de hasta
50 kilos de hielo. Sin embargo, si se requirieran capacidades mayores, quizá
fuera más conveniente construir más unidades en vez de otras más grandes, que
serían muy difíciles de transportar”, apunta el investigador.
Desde los
estudios básicos, la modelación matemática y la construcción del prototipo, han
pasado dos años. “Una empresa pequeña, con un equipo básico de taller
(dobladoras, tornos y soldadoras) –comenta Rivera Gómez-Franco–, podría
construir una unidad en uno o dos días.”
Además, al producirse en serie, el precio de este sistema productor de hielo bajaría y la relación costo-beneficio sería más adecuada. Ya instalado funcionaría sin ningún problema durante casi quince años, luego de lo cual sus materiales empezarían a degradarse.
“Ahora bien,
es importante que la gente sepa que su construcción e instalación no son
sencillas si no se tienen los conocimientos necesarios. Se requieren estudios
científicos y cálculos precisos, en suma, conocimientos especializados para
llevarlas a cabo”, finalizó el investigador.
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Integrantes
del Centro de Investigaciones en Energía de la UNAM, desarrollaron un novedoso
sistema productor de hielo que no requiere energía eléctrica, sino solar.
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El
prototipo desarrollado por los investigadores de la UNAM produce unos 10 kilos
de hielo al día. Pero se puede escalar a un tamaño más grande sin que pierda
eficacia.
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Wilfrido
Rivera encabeza el grupo del CIE de la UNAM que diseñó un nuevo sistema
termodinámico, que podría ser opción para las comunidades rurales y pesqueras
que carecen de refrigeración.