Un equipo de investigadores del Conicet y la Universidad Nacional de Salta (UNSa) desarrolló un sistema de concentración solar térmica destinado a generar el calor que necesitan distintos procesos industriales y reducir el consumo de gas natural.
El dispositivo es un Colector Cilindro-Parabólico (PTC) capaz de alcanzar temperaturas de hasta 120 grados. Durante las pruebas consiguió una potencia máxima de 8 kilovatios térmicos (kWt) y una eficiencia cercana al 70%.
El desarrollo fue encabezado por Pablo Dellicompagni, investigador del Instituto de Investigaciones en Energía No Convencional (INENCO), quien explicó que este tipo de tecnología ya se encuentra consolidada internacionalmente, aunque los equipos comerciales suelen estar protegidos por patentes y tienen elevados costos de importación.
Una alternativa para reducir el consumo industrial de gas
La principal oportunidad aparece en los procesos industriales que necesitan calor a temperaturas bajas y medias. Cerca de la mitad de la energía utilizada por la industria está destinada a procesos térmicos de estas características.
Por ese motivo, los colectores solares podrían funcionar como una alternativa para reemplazar o complementar el consumo de gas natural en determinadas instalaciones productivas.
Entre sus posibles aplicaciones aparecen la pasteurización, esterilización de envases, cocción y lavado dentro de la industria alimenticia. También podría utilizarse para lavado y teñido de fibras textiles y para procesos de secado, blanqueado y cocción en las industrias papelera y maderera.
La tecnología también presenta posibilidades para la minería y la industria química, principalmente en procesos que necesitan calor para la extracción y tratamiento de sales.
Cómo funciona el colector solar
El prototipo se encuentra instalado en el campus experimental del INENCO, en Salta, y utiliza superficies reflectivas curvas que siguen automáticamente el movimiento del sol durante la jornada.
La radiación captada se concentra sobre un tubo central por el que circula agua. El aumento de temperatura permite obtener agua caliente o generar vapor presurizado que posteriormente podría utilizarse dentro de un proceso industrial.
El equipo posee un bastidor metálico de 6,5 metros de largo, dos módulos reflectores parabólicos fabricados con láminas de aluminio y un sistema automático de seguimiento solar de este a oeste.
Además, incorpora un tubo absorbedor de acero de seis metros y una superficie total de captación de 11 metros cuadrados.
Una inversión cercana a US$ 5.000
La construcción de un prototipo con capacidad de operación comercial demanda alrededor de USD 5.000, mientras que el costo estimado por potencia instalada alcanza los USD 622 por kWt.
Una parte importante de la inversión corresponde al tubo de acero con cubiertas de vidrio borosilicato, que representa aproximadamente el 35% del costo. El sistema de seguimiento solar concentra otro 23% y la estructura metálica alrededor del 20%.
Los investigadores consideran posible avanzar hacia un diseño elaborado completamente con insumos nacionales, utilizando materiales disponibles en el país. Esto permitiría reducir costos y disminuir la dependencia de componentes importados.
Podría ahorrar hasta 970 metros cúbicos de gas por año
Las estimaciones realizadas durante las pruebas indican que cada equipo podría desplazar entre 910 y 970 metros cúbicos de gas natural por año.
Ese reemplazo permitiría evitar emisiones estimadas entre 2,24 y 2,39 toneladas de dióxido de carbono anuales por unidad.
La tecnología también presenta una ventaja vinculada con la posibilidad de almacenar energía térmica, lo que permitiría continuar generando vapor para determinados procesos incluso cuando disminuye la disponibilidad inmediata de radiación solar.
El desafío para competir con el gas
Uno de los principales obstáculos para su adopción industrial continúa siendo el costo. En las mejores condiciones obtenidas durante los ensayos, y sin considerar ingeniería e instalación, el calor producido alcanzó un valor estimado de 7,19 centavos de dólar por kWht.
Ese costo todavía se encuentra por encima del calor generado mediante gas natural, especialmente en regiones donde existen tarifas subsidiadas.
Por este motivo, la posibilidad de incorporar estos sistemas dependerá tanto de la evolución de las tarifas energéticas como de las estrategias empresariales destinadas a reducir emisiones y descarbonizar los procesos productivos.
Los investigadores consideran que herramientas como créditos verdes e incentivos específicos podrían contribuir a reducir esa brecha y acelerar la incorporación de la tecnología.
El prototipo todavía debe avanzar hacia la escala comercial
El desarrollo se encuentra actualmente entre los niveles 3 y 4 de la escala de Madurez Tecnológica (TRL), por lo que todavía permanece en una instancia experimental.
Aunque el dispositivo ya fue probado y logró generar vapor, aún necesita ser integrado a un consumo térmico industrial concreto.
Entre los próximos desafíos aparecen el desarrollo de una estructura con mayor resistencia a vientos fuertes, mejoras en el seguimiento solar, automatización del suministro de agua y un diseño que facilite las tareas de operación y mantenimiento.
El objetivo de largo plazo será avanzar desde el prototipo desarrollado en el ámbito científico hacia una fabricación en serie, abriendo una alternativa nacional para utilizar energía solar térmica en industrias que actualmente dependen del gas natural.