Investigadores del Instituto de Energías Renovables (IER) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), en colaboración con el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) y la empresa mexicana Módulo Solar, S.A. de C.V. diseñan calentadores solares autocontenidos dirigidos a comunidades rurales.

El calentador solar autocontenido es un recipiente que presenta su mayor área hacia la posición promedio del Sol. El recipiente se llena con agua, que se calienta directamente por contacto con la cara expuesta al astro. La parte superior del recipiente funciona como un elemento para la transferencia de calor, del Sol al agua.

“Por otro lado, como en el mismo recipiente se mantiene almacenada el agua caliente, debe hacer las veces de termo para conservar el agua caliente, por lo que se encuentra aislado en su parte inferior, que es la función opuesta a un colector”, explicó el doctor en Ingeniería Térmica, Octavio García Valladares.

En entrevista con el doctor García Valladares, responsable del proyecto, señaló que uno de los objetivo del desarrollo es que familias rurales puedan utilizar agua caliente y cubrir sus necesidades a bajo costo con un equipo duradero totalmente elaborado en México. De acuerdo con el especialista, en regiones como Cherán, Michoacán de Ocampo, por ejemplo, diariamente un buen número de los habitantes no cuenta con agua corriente para aseo e higiene personal, así que utilizan el recurso de depósitos de acumulación o aljibes. El agua para aseo es calentada en gran medida a través de fogones de leña.

“Desarrollamos un producto que pueda servir para abastecer el agua caliente que requieren a un bajo costo y con una tecnología adecuada para ello. Normalmente las comunidades rurales de Michoacán y de muchas partes del país están muy alejadas de la red de abastecimiento de agua potable, o bien su distribución es de manera intermitente”, comentó.

El investigador del Departamento de Sistemas Energéticos del IER añadió que en el caso de utilizar sistemas como calentadores solares de tubos evacuados, estos se pueden romper en caso de lluvias con caída de granizo de más de 25 milímetros o por vandalismo, además de poder sufrir daños cuando quedan sin agua.

En este contexto, las apuestas de este trabajo consisten en sustituir los materiales convencionales que se utilizan en la fabricación de calentadores solares, como vidrio, cobre y aluminio, por el uso de plásticos.

“Los plásticos pueden ser una buena opción de material, al ser más barato podría reducir significativamente los costos para algunas de las aplicaciones que desarrollamos. La idea es cambiar cubiertas de vidrio por policarbonato u otros materiales sin que afecte el rendimiento de los sistemas. También intentamos sustituir componentes tradicionalmente metálicos por plástico”, comentó el además coordinador de la licenciatura de Ingeniería en Energías Renovables.

Un trabajo multidisciplinario

Por un lado, el CIQA —perteneciente al Sistema de Centros Públicos de Investigación del Conacyt — experimenta diferentes materiales poliméricos para estipular cuál podría tener buena conductividad y transferencia de calor, y ser el idóneo para estos tipos de sistemas.

Por su parte, el Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad (IIES) de la UNAM desarrolla investigación de campo para determinar la mejor manera de introducir estas nuevas tecnologías en las comunidades rurales.

Innovación en el mercado mexicano

En declaraciones del integrante del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) nivel II, alrededor de 50 por ciento de los productos que se introducen y distribuyen en el mercado del país son fabricados en China y no cuentan con certificados de calidad.

“China tiene productos buenos y malos, pero desafortunadamente llegan a México —en muchos casos— los de mala calidad, por lo que pudieran descomponerse antes de que el usuario final recupere su inversión. Buscamos desarrollar productos nuevos para disminuir costos e incrementar la competitividad contra los productos que están llegando del país asiático, principalmente para aquellos de uso de agua caliente a baja temperatura. Para las comunidades rurales estamos pensando en un producto menor a dos mil pesos y de alta durabilidad”, detalló.

Al contar con materiales novedosos hechos en México, agregó, también se solucionan problemas que pudieran presentarse de acuerdo con la región. Por ejemplo, la incrustación de sales en tuberías por las “aguas duras” y el rompimiento de los equipos por congelamiento en el norte del país.

“Tendremos sistemas que puedan operar de acuerdo al clima y el tipo de lugar donde se utilizan. Queremos diseñar materiales novedosos para intentar dar un plus en cuanto a costo y eficiencia en el mercado mexicano, promoviendo el desarrollo nacional y la creación de fuentes de empleo en el país”, concluyó el también miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

Este y otros productos que desarrolla el grupo de investigación forman parte de los proyectos estratégicos del Centro Mexicano de Innovación en Energía Solar (Cemie-Sol), una iniciativa de la Secretaría de Energía y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), a través del Fondo de Sustentabilidad Energética.

Carmen Baez – Conacyt Prensa