Hielo solar. Una heladera que funciona con el calor del Sol

Paula Bergero. Facultad de Ciencias Exactas (UNLP).

En tiempos en que la crisis energética es un tema de conversación habitual y la preocupación por el medio ambiente nos desvela, algunos investigadores argentinos dedican tiempo y esfuerzo al estudio de un mejor aprovechamiento de las llamadas energías sustentables. Por otra parte, amplios sectores de la sociedad, por ejemplo los asentamientos de emergencia del conurbano bonaerense, pobladores rurales en la Patagonia o comunidades seminómades como los kollas Tinkunaku de Salta, no tienen acceso a recursos básicos como el gas natural o la electricidad.

Desde hace varios años y en diversos lugares del mundo se vienen desarrollando prototipos de cocinas solares, y ya existen diversos diseños sencillos y de bajo costo. En este link se puede encontrar un interesante compendio elaborado en la Universidad Nacional de Entre Ríos.

Pero mucho más innovador resulta el proyecto que se viene desarrollando desde 2003 en la Universidad Nacional de General Sarmiento, en Los Polvorines, para la fabricación de una heladera que funciona con el Sol. Para más sorpresa, esta heladera solar enfría de noche.

El proyecto es dirigido por el Dr. en Física Rodolfo Echarri, y su equipo está formado por el Lic. Andrés Sartarelli y el Prof. Sergio Vera. Además cuenta con la colaboración del INTEC -Instituto Tecnológico de Santo Domingo, República Dominicana- donde la Ingeniera Inna Samson dirige un equipo de las mismas características.

Los resultados del proyecto ya están a la vista. El dispositivo creado en la UNGS que funciona mediante la adsorción y desorción de metanol por carbón activado, ya ha llegado a producir 300 gramos de hielo. Suficiente para enfriar una cerveza. El prototipo de heladera está formado por un colector, un condensador, un evaporador y una cámara fría. No tiene enchufe ni motor, es más, no tiene partes móviles.

El colector es un recipiente que contiene carbón activado (compuesto de carbono, muy poroso y adsorbente), que al principio del ciclo se encuentra “empapado” con metanol (alcohol metílico o alcohol de madera). El condensador convierte en líquido los vapores del metanol. El evaporador recoge este líquido y permite que se evapore nuevamente. En la cámara fría es donde el agua se transforma en hielo. Hilando más finamente, dentro del colector, las moléculas de metanol se encuentran pegadas a la superficie del carbón activado, en un estado que químicamente se define como “adsorbidas”. Para despegar las moléculas de la superficie –es decir, desorberlas- necesitamos entregarle energía al sistema.

También necesitamos energía para convertir un líquido en vapor. Tanto el proceso de desorción como el de evaporación requieren que el sistema disponga de energía; por ejemplo, aumentando su temperatura. ¿Cómo es el funcionamiento de este dispositivo? Inicialmente, el colector con el carbón activado y el metanol está a temperatura ambiente. Cuando es expuesto a la radiación solar, la temperatura del mismo va aumentando, de modo que el alcohol se va desorbiendo, y pasa al condensador. Allí se acumula en estado gaseoso hasta que alcanza una presión a la cual ocurre la condensación, y vuelve entonces al estado líquido. Se acumula en el evaporador. A medida que el día transcurre y la radiación va disminuyendo, la temperatura desciende.

Durante la noche el proceso se invierte. El metanol líquido que se encuentra en el evaporador se empieza a evaporar; para este proceso toma energía de la cámara fría haciendo que la temperatura en ella descienda. Esto último fenómeno podemos experimentarlo mojándonos la piel con alcohol: para evaporarse toma energía del cuerpo, haciendo descender la temperatura en la superficie.

Entrevista a Rodolfo Echarri, Investigador del Conicet y profesor de la UNGS.

-¿Cómo surgió el proyecto de crear una heladera solar? - R.E.: Dadas las características de nuestra Universidad, que intenta una fuerte articulación entre lo académico y el aporte directo al mejoramiento del nivel de vida de la comunidad, decidimos dar un paso en este sentido. El tema de la heladera cumple con ese rol al mismo tiempo que desde el punto de vista académico presenta un desafío mucho mayor que el de un calentador solar, ya que implica el desarrollo de una bomba de calor.

-¿Cómo está compuesto el equipo de trabajo? - R.E.: el equipo está formado por dos “sub-equipos”. Uno en la UNGS, que cuenta por el momento con tres personas (y otra más a incorporarse en marzo) que tienen una característica muy pronunciada en común: la preocupación por hacer de la física una herramienta de acercamiento a la comunidad. Tanto Andrés como yo, hemos sido formados en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, mientras que Sergio y Ernesto (el próximo integrante) se formaron en esta Universidad.

La otra parte del equipo, que desarrolla el trabajo en República Dominicana, está formado por la Ingeniera Inna Samson que posee una maestría en Física del Calor y una serie de alumnos de ingeniería que van pasando para desarrollar partes puntuales del proyecto. En total ya han pasado once, gozando de una pequeña beca cada uno.

-¿Cuáles fueron las dificultades que encontraron en el desarrollo del prototipo? - R.E.: Hubo dificultades propias de cualquier proyecto de investigación (errores y aprendizajes de los mismos), pero también hubo dificultades no tan comunes, como por ejemplo, la falta de un lugar físico donde realizar el armado del prototipo (el primero fue armado en la terraza de mi casa), o la falta de dinero. Sin embargo, dada la buena voluntad de la Universidad, en poco tiempo más contaremos con un lugar más adecuado.

-¿Cuáles serían las vías para que la heladera solar llegue efectivamente a los potenciales usuarios? - R.E.: Nuestro deseo es lograr un modelo apto para su uso y que logremos obtener financiamiento estatal o de otras organizaciones para producir heladeras a ser colocadas en lugares de alta necesidad. Dicho de otra forma, creemos que el estado tiene que jugar un papel fundamental en la distribución de los bienes.

-En tu opinión, ¿por qué no hay más proyectos con compromiso social como éste en Argentina? - R.E.: En realidad, creo que la ciencia argentina (y en particular la física) está pensada en un contexto que no mira la realidad de nuestro país. Muchos científicos piensan que la verdadera ciencia es la totalmente aséptica, sin una relación directa con el contexto social, y no tienen en cuenta que el dinero de las investigaciones lo aporta toda la comunidad. Por eso, cuando se trata de un desarrollo tecnológico, a los científicos les da la impresión de estar haciendo “ciencia de segunda”

-El sistema científico evalúa la producción de los investigadores principalmente contando el número de publicaciones, ¿Qué reconocimientos tiene un proyecto de este tipo? - R.E.: El reconocimiento es el mismo que en otros casos, se cuenta el número de publicaciones, pero no se tienen en cuenta las dificultades adicionales de este tipo de proyectos, donde lo más importante no es publicar sino producir un equipo lo más eficiente posible.  

Más información Explicación detallada del funcionamiento del dispositivo: Descargar » Universidad Nacional de General Sarmiento