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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 máquina creada por ingenieros del grupo de investigación en Termodinámica Aplicada y Energía Alternativa (Tayea) congela y refrigera entre uno y cinco litros de agua. Asimismo, con esta propuesta, se buscó mejorar la producción de hielo a cantidades aproximadas de 10 kilogramos, por encima de lo reportado en dispositivos similares.
El prototipo recibe el nombre de “Máquina de hielo, que utiliza energía no convencional con el fin de conservar alimentos en su interior” y 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 Janna, de la Facultad de Minas.
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
Con sistemas como el patentado, 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 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.