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Ciencias aplicadas e interdisciplinarias - Energía - Manufactura y producción | 2016-04-12

Hielo a partir del sol

UN Periódico | Aunque parezcan términos antagónicos, ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín diseñaron un prototipo que permite hacer hielo por medio del calor de la luz solar. La creación, patentada por la Superintendencia de Industria y Comercio, permitirá a las comunidades más apartadas del país refrigerar alimentos y medicinas.

Para la mayoría de los colombianos, el hielo forma parte de su cotidianidad, basta con abrir las neveras para comprobarlo. Sin embargo, alrededor de 1.300.000 personas, que viven en el 52 % del territorio nacional desconectado a la red eléctrica, ven en este un objeto de fascinación, pero también una carencia que afecta su calidad de vida.

Este es el caso de los 220 integrantes de la comunidad Juin Duur, perteneciente a los wounaan, quienes habitan a cinco horas del municipio de Riosucio (Chocó), por el río Truandó, y no tienen la posibilidad de conservar medicamentos ni alimentos.

“Como no tenemos energía, optamos por ahumar la carne o el pescado, pero las características climáticas de la zona impiden que se conserven lo suficiente y se nos daña. Lo mismo sucede con las medicinas, tuvimos una neverita donde las guardábamos, pero se nos dañó”, relata Gut Menbaque, profesor de la comunidad, que podría beneficiarse con una máquina diseñada por la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, la cual produce hielo a partir del sol.

La máquina de hielo, que utiliza energía no convencional con el fin de conservar alimentos en su interior, fue patentada por la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC). Además, tiene como fundamento “una tecnología limpia basada en el aprovechamiento de la energía solar y en la utilización de sustancias que no generan impacto ambiental, la cual se refiere a la refrigeración por adsorción de metanol en carbón activado”, afirma el profesor Farid Chejne Jana, del Departamento de Procesos y Energía de la Facultad de Minas de la UN Sede Medellín.

De los sistemas de refrigeración existentes, el de adsorción tiene menos desarrollos comerciales. Parte de la apuesta por el estudio y fabricación de prototipos está relacionada con las ventajas tanto en la reducción del impacto ambiental como en la facilidad operativa y en los costos.

Este consiste en un tipo particular de enfriamiento que presenta ciclos similares a los sistemas convencionales, la diferencia radica en que la parte mecánica del refrigerador (compresor) es reemplazada por una etapa de adsorción–desorción (adsorbedor, en este caso el carbón activado, el cual atrapa compuestos, principalmente orgánicos, presentes en un gas o en un líquido). 

Producción de frío, ligada a oferta de sol

Además, con este tipo de sistemas, la producción de frío está fuertemente ligada a la oferta de sol, de manera que en las regiones y épocas de mayor insolación será posible obtener más frío.

Aunque parezca complejo su mecanismo es sencillo. El secreto está en el sistema de tuberías (20 tubos de 2 metros de longitud y 10 centímetros de diámetro, los cuales contienen carbón activado, elemento que permite el proceso de enfriamiento, capaz de adsorber amoniaco o metanol) y el uso de los paneles solares. Además, la máquina usa un líquido refrigerante (metanol) que se evapora debido al calor que concentran los reflectores solares convexos.

Una vez al interior del sistema, se han superado los 90 grados centígrados, el vapor atrapado en las tuberías entra en contacto con el carbón activado, el cual se vuelve líquido una vez va perdiendo calor con relación al ambiente, o se enfría al ponerse el sol (desorción–regeneración).

“En la noche, cuando el carbón activado se enfría, adsorbe nuevamente el metanol y en ese proceso es cuando se produce el frío (adsorción–evaporación)”, explica el profesor Chejne. Además, el equipo diseñado tiene un tamaño de dos por dos metros cuadrados, para utilizarlo adecuadamente en zonas geográficas de difícil acceso.

Según el investigador, en este proceso hay unas pérdidas de energía, especialmente cuando se da el cambio de la fuente solar a la energía térmica en las paredes del colector. Por esa razón, el aparato es grande para poder congelar o enfriar de uno a cinco litros de agua.

Precisamente, para garantizar esta cantidad, el sistema diseñado utiliza 20 kilos de carbón activado. Además, este no se cambia porque genera una condición de vacío, la cual permite que se renueve.

Con este nuevo desarrollo tecnológico, aportado por la UN Sede Medellín y el Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas no Interconectadas (IPSE), la vida de comunidades como la Juin Duur será más sencilla.

De hecho, en el futuro cercano podrían contar con un sistema de refrigeración para sus medicinas, que le permita a la auxiliar del puesto de salud atender casos de heridas o cortadas y disfrutar de un jugo de borojó, que además de sabroso, esté fresquito, pues según afirma entre sonrisas el maestro Gut: “Cuando tenemos agua fría nos sentimos felices”.


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