La energía solar es, con muy pocas excepciones, prácticamente la fuente de energía de todo lo que sucede. El Sol, irradia una potencia enorme: una emisión constante de 4 x 10 23 kilovatios (KW) sobre la tierra; la cual no solo puede aprovecharse directamente para producir calor o electricidad, también permite otras manifestaciones energéticas como los vientos, olas, inclusive permitió que se generaran los combustibles fósiles.

La energía que se consume en el planeta actualmente a partir de fuentes convencionales como el petróleo, carbón, electricidad u otras, representa alrededor del 1% de la energía solar que llega a la superficie de nuestro planeta, es decir, que realmente contamos con una fuente energética muy significativa.

 

Al hablar de energía solar nos referimos al uso que podemos darle a la radiación solar para producir cierto efecto energético útil para el hombre. Así podemos hablar de las siguientes:

 

Energía Solar Fotovoltaica : Consiste en el aprovechamiento de la luz solar a partir de la conversión directa de sus fotones en energía eléctrica a través de un efecto conocido como "efecto fotovoltaico". Para ello se utilizan dispositivos llamados "células solares"

Energía Solar Térmica: La radiación solar que incide sobre la superficie terrestre tiene gran utilidad como fuente de energía para lograr el calentamiento de los cuerpos. Desde años se ha utilizado esta energía: para secar la ropa, secado de frutas, etc., inclusive evapora el agua de la superficie del planeta para completar el ciclo del agua. Las formas mas comunes de aprovechamiento de la radiación solar para calentamiento las encontramos con dispositivos como colectores solares, concentradores solares, cocinas y hornos solares, entre otros.

Energía solar Pasiva: Consiste en el correcto diseño, ubicación y orientación de las edificaciones para aprovechar la luz y calor solar durante épocas y horas específicas en el año, de esta manera además de lograr un mayor confort para las personas que utilicen la edificación, se ahorra en los consumos de energía proveniente de las fuentes convencionales (aires acondicionados, calefacción).

 

Figura tomada de Enciclopedia Microsoft Encarta.

En la figura se muestra un esquema de una vivienda especialmente acondicionada para aprovechar la radiación solar durante el invierno y aislarla en el verano; durante el verano las persianas de las ventanas se cierran para evitar la entrada de la radiación directa y disminuir la temperatura, a la vez que un ventilador permite el flujo de aire para disipar el calor, mientras que en el invierno se abren las persianas para que la radiación entre y caliente la casa, a la vez se crea un flujo natural de aire que al pasar por el espacio solar se calienta y llega hasta unos tanques con agua, los cuales sirven de depósitos térmicos para almacenar calor durante el día y que permita mantener la casa caliente durante la noche, ahorrando energía en calefacción.

Energía solar para refrigeración: Aunque parezca ilógico, la radiación solar puede utilizarse para enfriar. Un ciclo termodinámico especial permite el efecto de refrigeración obteniendo energía de un foco caliente, dicho ciclo es el utilizado en los refrigeradores por adsorción , Este proceso permite lograr el efecto refrigerativo a partir de la energía proveniente de la radiación solar, proceso que resulta muy conveniente ya que precisamente es cuando la radiación es mayor, que aumenta la temperatura de los recintos y que por lo tanto se requiere enfriarlos. Por ejemplo, las cargas de refrigeración de la mayoría de los edificios con aire acondicionado son las mayores durante los días soleados del verano. Esta es una tecnología en la que se han registrado recientes avances, y sistemas solares de refrigeración se han instalado en edificios como hoteles. Un sistema tipo de esta clase usa la producción de temperaturas altas que aportan los colectores planos de alta eficiencia o los tubos de vacío para alimentar una bomba de calor por absorción. Si bien todavía no usada ampliamente, la refrigeración solar tiene un enorme potencial de futuro.

 

Destilación solar : Mediante ciertos dispositivos especialmente construidos, es posible destilar el agua utilizando la radiación solar para evaporarla. Inclusive aplican algunos procesos químicos que activados por la energía solar permiten obtener agua bacteoreológicamente limpia.

 

 

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

 

El físico francés Edmundo Bequerel en 1839 observó por primera vez el efecto fotoeléctrico ó fotovoltaico, al notar que algunos materiales producían pequeñas cantidades de corriente cuando incide sobre ellos luz. Luego Albert Einstein en 1905, escribió una teoría que permitió explicar este efecto, trabajo que le otorgó más adelante el premio Nobel de física, donde explica que la luz contiene paquetes de energía o cuantos . En los Laboratorios Bell en 1954 se construye el primer módulo fotovoltaico, que para el momento resultaba demasiado costoso como para justificar su utilización. Fue la industria espacial la que le dio el principal impulso a los módulos fotovoltaicos, y por primera vez, en la década de los sesenta, se comienza a hacer uso de esta tecnología para proveer la energía eléctrica a bordo de las naves espaciales. La investigación y desarrollo en este campo ha permitido obtener módulos fotovoltaicos más económicos y eficientes, logrando que su uso sea accesible a mercados más cotidianos.

 

A través del efecto fotovoltaico puede convertirse fotones de luz contenidos en la luz solar en energía eléctrica. Para ello se utilizan dispositivos llamados celdas solares ó fotoceldas, y sus combinaciones conocidas como módulos (arreglo de celdas) y paneles (arreglos de módulos). Las celdas solares consisten de un material semiconductor distribuido en varias capas o láminas, cuyos átomos poseen electrones libres que se son excitados por los fotones de la luz solar y producen una diferencia de potencial induciendo una corriente que puede ser aprovechada en una carga eléctrica (La fuente de luz pudiese ser diferente a la solar, pero obviamente esta es gratis).

 

 

Pueden conectarse celdas en paralelo o en serie según los requerimientos de voltaje y corriente, de igual forma se configuran los módulos en un panel.

Si bien la generación de energía eléctrica utilizando estos dispositivos es mucho más costosa (debido al costo de los módulos solares) que la que se puede comprar de la red eléctrica, resultan de gran utilidad y económicamente aceptables en zonas aisladas en donde no es sencillo el acceso a la energía eléctrica convencional; si embargo la investigación y avance en este campo esta llevando a construir celdas solares más eficientes y baratas, que pueden hacer del uso de estos dispositivos una costumbre muy común. Aparatos de bajo consumo eléctrico como calculadoras y relojes ya utilizan celdas solares para su funcionamiento, a gran escala existen sistemas productores de hasta millones de vatios de potencia, sistemas de comunicación, cercados eléctricos, señalizaciones, satélites y vehículos espaciales entre muchos otros dispositivos son alimentados con energía proveniente de paneles solares. Las celdas solares actuales pueden alcanzar eficiencias cercanas al 30%, y pueden tener una vida útil de unos 25 años requiriendo labores de mantenimiento muy sencillas y económicas.

 

Conversión de Fotones en energía eléctrica:

La conversión de los fotones en energía eléctrica se realiza gracias a un proceso de flujo de electrones de las ultimas capas de los átomos de las sustancias que conformas las fotoceldas. Una fotocelda esta fabricada en un material semiconductor, como el silicón, conformado por una lámina a la cual se le colocan cantidades muy pequeñas de boro por un lado para formar una capa llamada p-silicón , y se coloca fósforo del otro para formar otra capa llamada n-silicón . La fotocelda recibe la luz solar por el lado de la capa n-silicón, cuando un fotón de dicha luz llega a esa capa, este es absorbido e induce a un electrón de la capa mas externa (capa de valencia) de un átomo a liberarse, generando un "hueco" que desaparece cuando se recombinan los electrones de otros átomos, sin embargo las capas de boro y fósforo generan una barrera que controla el flujo de los electrones, ocasionando que en la capa n-silicón exista un exceso de electrones y en la p-silicón una deficiencia de los mismos; colocando un circuito externo de un material conductor entre las capas n y p, se induce el flujo de electrones desde la capa n hacia la p, dicho flujo puede ser aprovechado para alimentar una carga eléctrica.

 

 

Paneles solares: conjunto de módulos y fotoceldas interconectadas.

 

 

 

ENERGIA SOLAR TERMICA

La energía solar térmica se refiere al aprovechamiento de la radiación solar para elevar la temperatura de algún sistema requerido; por ejemplo calentar el agua de uso doméstico en las casas, cocinar alimentos, producir vapor, incluso fundir metales. Existen muchos dispositivos que permiten lograr esto, siendo los más importantes los colectores y los concentradores :

 

COLECTORES SOLARES

Un colector solar es un dispositivo conformado principalmente por una serie de tubos metálicos a través de los cuales fluye una sustancia (generalmente agua), dichos tubos son expuestos directamente a la radiación solar bajo cierta configuración específica que le permiten obtener calor de dicha radiación y suministrárselo al fluido dentro de los tubos logrando con esto el aumento de su temperatura. Este mismo efecto lo observamos cuando colocamos una manguera de jardín bajo el sol y dejamos que fluya el agua, se puede notar que el agua en la salida de la manguera es un poco más caliente que la que sale directamente del grifo. Los colectores pueden encontrarse en medidas estándar o bajo medidas específicas de fabricación, su uso más frecuente consiste en el calentamiento de agua para consumo de hogares, razón por la cual generalmente de colocan sobre los techos de las casas.

 

 

 

 

 

Un colector contiene las siguientes partes básicas:

-Caja aislada térmicamente, donde se instalan los dispositivos

-Serpentín u tubo metálico por donde fluye el líquido a calentar

-Cubierta de vidrio para mejorar la eficiencia en el calentamiento.

-Adicionalmente, aunque no forme parte del colector en si, se requiere un tanque para almacenar el agua que se calienta.

 

 

Los tubos metálicos se construyen con metales resistentes a la corrosión y alta conductividad térmica, el aluminio y el cobre son los materiales por excelencia utilizados para este fin (los de cobre son mejores, aunque un poco más costosos). Además se coloca una capa en su exterior de pintura color negro mate, ya que esto permite absorber la mayor cantidad de radiación posible. El cobertor o cubierta, se coloca sobre la superficie del conjunto para aumentar la temperatura dentro del colector, esto debido a que los rayos solares logran pasar a través del cobertor, una vez dentro el cobertor (que tiene ciertas propiedades específicas) impide su salida, creando dentro del colector lo que se conoce como "efecto de invernadero". Los cobertores consisten de una lámina transparente de vidrio o algún polímero, los de vidrio a pesar de ser muy frágiles tienen gran duración, los plásticos no son tan frágiles, pero con el tiempo pierden su transparencia haciéndolos menos eficientes.

 

 

Cuando un colector se utiliza para obtener agua caliente en un hogar, el colector cumple la función de aumentar la temperatura del agua gracias a la absorción de calor por radiación del sol, el agua caliente se fluye (con la ayuda de una bomba) hacia un tanque donde se almacena el agua caliente; en esta etapa dos opciones son posibles: primero que el agua caliente pase dentro de un serpentín dentro del tanque calentando el agua dentro del tanque, de manera tal que el agua que pasa por el colector nunca está en contacto directo con el agua de uso en la casa:

 

Fuente: Enciclopedia Microsoft Encarta

Una segunda opción se da si simplemente el agua que fluye dentro del colector se mezcla dentro del tanque con el agua de uso en la casa; esto elimina la necesidad de otro serpentín ó intercambiador de calor dentro del tanque, lo cual puede disminuir los costos de la instalación.

 

 

 

Puede implementarse también otro sistema, en el cual se prescinde de la bomba lo cual permite independizarse totalmente de la energía eléctrica para lograr el calentamiento del agua. El sistema es llamado termosifón solar y consiste de un colector y un tanque, pero el tanque necesariamente debe colocarse en una posición sobre el colector, esto permite aprovechar al cambio de densidad del agua al calentarse para lograr un flujo natural de la misma: El agua caliente que sale del colector es menos densa que el agua fría, esto hace que "busque" una posición más alta, a su vez, el agua fría por ser más densa fluye hacia una posición más baja, de esta forma se logra un movimiento natural del agua cuyo efecto al final es calentar el agua dentro del tanque. La figura muestra un esquema de un termosifón solar. Nótese que en el caso del primer esquema (izquierda) existe un serpentín, sin embargo en este tipo de equipos puede resultar más común un sistema donde simplemente se mezclen al agua proveniente del colector con el agua para el uso de la casa, como se muestra en el esquema de la derecha.

 

 

CONCENTRADORES SOLARES:

 

Según antiguos historiadores, en el año 212 A .C.., a petición del rey Herón, Arquímedes quemó las naves romanas que sitiaban la ciudad de Siracusa. Para lograr esto, Arquímedes utilizó varios espejos planos o tal vez escudos reflejantes que en conjunto formaban un gran espejo cóncavo, pues en esa época ya se utilizaban espejos pulidos de plata y cobre para concentrar la luz del Sol. De esta forma, mediante la concentración de la energía de los rayos solares se logra alcanzar altas temperaturas y, quizá, como Arquímedes, incendiar grandes objetos. También Euclides, en sus trabajos de óptica, menciona que es posible obtener temperaturas elevadas mediante un espejo cóncavo.

 

Como su nombre lo indica, un concentrador es un dispositivo utilizado para "concentrar", en este caso la radiación solar. Recordemos que en la superficie externa de la atmósfera terrestre se recibe aproximadamente 1350 vatios por cada metro cuadrado de superficie perpendicular a la radiación solar, y que una vez que entra a la atmósfera esta cantidad disminuye debido a la difusión que generan las diferentes partículas de la atmósfera, capa de ozono, nubes, etc. hasta unos 1000, 900, 700 o menos W/m 2 . Resulta que esta cantidad de energía no es suficiente para satisfacer algunas necesidades, y se requeriría un área ó superficie muy grande para poder captar toda la energía necesaria para alguna aplicación, aunque el sitio donde se requiere sea muy pequeño. En función de esto se han creado los concentradores solares.

Los concentradores solares consisten en dispositivos que toman la radiación de un área relativamente grande y los concentran o redirigen sobre un área más pequeña, logrando "concentrar" la radiación puede obtenerse mayor cantidad de energía por unidad de área de la que se percibe directamente, con lo cual se pueden llevar a cabo procesos con mayores requerimientos de energía como cocinar o incluso fundir un metal.

En un concentrador solar es importante definir los siguientes conceptos: La superficie reflejante o refractante, que es la encargada re recibir directamente la radiación solar y redirigirla hacia oreo dispositivo llamado recibidor o absorbedor, que es lugar donde se logra la concentración de la radiación y por lo tanto la mayor temperatura.

Con los concentradores de energía solar, se puede obtener en el recibidor temperaturas entre 100 y 500 °C si se usan concentradores focales rudimentarios, entre 500 y 1500 °C si el sistema óptico de los colectores tiene un buen acabado y entre 1500 y 3500 °C o más si el sistema óptico tiene un acabado perfecto. Además es importante definir la razón de concentración, CR . Corresponde a la relación entre el área efectiva de apertura (área plana máxima de la zona reflectora perpendicular a la dirección de la radiación solar) Aa , y el área del receptor (recibidor ó absorbedor) Ar . El área efectiva de apertura se refiere al área proyectada no sombreada del sistema óptico. Así, para poder conocer la razón de concentración de este colector, primero tenemos que calcular tanto el área de apertura del colector Aa , como la del receptor Ar .

CR = Aa / Ar .

A mayor razón de concentración, se tendrá mayor cantidad de radiación por unidad de área del recibidor, y por lo tanto pueden alcanzarse mayores temperaturas.

 

La concentración de la radiación puede realizarse de diferentes maneras y con diferentes arreglos. Cualquier dispositivo que redirija la radiación de un área determinada sobre un área más pequeña puede ser considerado un concentrador solar. En se sentido hablamos sobre los siguientes dispositivos:

 

•  Concentradores parabólicos por reflexión : Utilizan una superficie con alta reflectividad dispuesta en forma parabólica, de manera tal que la radiación solar que entra en dicha área sea reflejada sobre un punto de menor área, logrando la concentración de la radiación. Estos concentradores pueden ser circulares o lineales: Los circulares reflejan la radiación sobre una pequeña región circular, mientras que los lineales lo hacen sobre una región "lineal", tal como se muestra en la figura siguiente:

 

En la figura, la región de color gris corresponde a la zona reflectora, es decir, la que recibe directamente la radiación solar y la redirige hacia el absorbedor, este último indicado con color rojo.

Los concentradores de disco resultan útiles cuando se requiere alta temperatura en un sitio localizado, como un horno o una cocina solar, los lineales resultan mejores cuando se requiere calentar un fluido, ya que el "recibidor" puede ser una tubería a través de la cual fluye el líquido que se requiere calentar.

 

Aunque con este tipo de concentradores se pueden obtener altas temperaturas de operación, estos presentan varios problemas técnicos comparados con los colectores solares planos: para que funcionen con un máximo de eficiencia, deben orientarse continuamente al sol de manera precisa mediante un mecanismo apropiado para que pueda aprovecharse la energía solar directa. Por otra parte, el acabado de las superficies que constituyen el sistema óptico no sólo debe ser de buena calidad, sino que debe mantener sus propiedades por largos períodos de tiempo sin ser deterioradas por el polvo, lluvia y medio ambiente, donde generalmente existen componentes oxidantes y corrosivos. También las demandas de los materiales utilizados en el receptor (aislante térmico, fluido de trabajo, tubos absorbedores, cubiertas) son mayores en este tipo de concentradores, debido a que es ahí donde se obtienen las altas temperaturas.

 

•  Concentrador Parabólicos por refracción: Pueden tener diferentes configuraciones, ya sea parabólica lineal ó parabólica de disco. Consisten de un lente que recibe la radiación y una vez que esta pasa a través de él, la redirige hacia el recibidor. Este efecto lo podemos observar fácilmente al colocar una lupa a la luz del sol: se puede observar que la lua que pasa a través de la lupa se concentra en un punto más brillante, y que en la medida que se focalice la lupa de manera que el punto sea más pequeño, este será más brillante y a la vez más caliente, ya que se obtiene una mayor razón de concentración.

 

 

•  Colector Concentrador: Un colector solar común puede calentar un fluido hasta temperaturas muy altas si se utiliza algún dispositivo óptico que concentre la radiación. El colector puede requerir materiales y técnicas de fabricación más exigentes que en un colector normal, dependiendo de la temperatura de funcionamiento.

•  Lentes de Fresnel: Una alta razón de concentración puede lograrse por medio de los sistemas que utilizan lentes de Fresnel. Un lente Fresnel consiste en una lámina transparente con pequeñas "protuberancias" y "canales" en su superficie que permiten lograr un efecto similar al de un lente. Estos pueden venir como un conjunto de lentes ó en una sola unidad. Cada segmento concentra mediante refracción la radiación solar incidente en un recibidor posicionado centralmente. Podemos tener concentradores lineales y circulares. Los que utilizan lentes Fresnel lineales pueden colocarse en hileras, requiriendo sólo un seguimiento unidimensional del sol. En la actualidad se fabrican lentes de Fresnel en acrílico vaciado, con alta calidad óptica, aunque son deteriorados por la incidencia directa de la radiación solar.                     

•  Hornos Solares: Un horno solar se refiere a un horno (cámara donde se alcanzan temperaturas muy altas) cuya fuente de energía es la solar; como ya se ha dicho, las altas temperaturas se alcanzan al concentrar la radiación, para lo cual es necesario un sistema óptico de concentración ya sea por reflexión o por refracción; siendo el primero el más utilizado. Dadas las temperaturas requeridas y el tamaño de un horno (que debe ser ubicado en el recibidor, o puede representar el recibidor en si) se requiere un área de apertura muy grande, por lo cual estos hornos representa instalaciones muy grandes que ocupan un gran espacio físico. Un ejemplo de ello es el Horno Solar de Odello, en Francia.

 

 

Los concentradores solares en general reciben la radiación de manera diferente según la hora del día y el día del año, ya que debido a los movimientos de la tierra la radiación solar directa sobre la superficie horizontal del planeta incide de manera diferente. El concentrador logra obtener la mayor cantidad de radiación cuando esta incide perpendicularmente en su área de apertura, por lo cual si el dispositivo se instala fijo, solo durante un corto tiempo durante el día se lograría captar la mayor cantidad de radiación. Por esta razón, resulta útil instalar un sistema de seguimiento que le permita al concentrador girar para posicionarse directamente hacia el sol y obtener la mayor cantidad de radiación, el uso de estos dispositivos de seguimiento esta supeditado a un análisis económico para determinar si la ganancia de energía al instalar este dispositivo es suficiente como para justificar su inversión, ya que estos dispositivos son costosos. Un caso específico de dispositivos de seguimiento resultan ser los Helióstatos , que no son más que un espejo provisto del mencionado sistema y que le permite redireccionar la radiación solar durante cualquier época del año u hora del día, hacia un punto específico.

 

Para el funcionamiento de el horno solar de Odello, de utilizan 63 helióstatos ubicados estratégicamente para permitir la mayor eficiencia posible en el horno.

Otra instalación importante de gran envergadura donde se utilizan los helióstatos es la Plataforma Solar de Almeira, en España, donde estos reflejan la radiación sobre un recibidor para obtener vapor y luego mover una turbina para producir energía eléctrica. Además en el mismo complejo se cuenta con otras instalaciones solares como hornos y concentradores.

 

Energía solar para refrigeración:

 

En la figura mostrada a continuación se ilustra esquemáticamente los principales componentes de un sistema de refrigeración mediante la compresión de un vapor y los de uno por absorción. El compresor en la figura toma una cantidad sustancial de energía para comprimir el refrigerante. Además, se muestra en la figura un sistema de refrigeración por absorción en donde se ha eliminado el compresor. Este ha sido sustituido por una bomba para incrementar la presión de una solución líquida y otros componentes de intercambio de calor. Como puede observarse, el sistema de refrigeración por absorción requiere solamente una fracción muy pequeña de energía eléctrica para su operación, pero requiere adicionalmente una cantidad de calor muy superior al trabajo mecánico o eléctrico que necesita el sistema de compresión de vapor. En consecuencia, si el calor que requiere el sistema de refrigeración por absorción tiene un costo bajo, el ciclo de absorción se hace muy atractivo.

 

 

Un sistema de refrigeración por adsorción consta de dos recipiente interconectados entre si por medio de una válvula, donde cada uno de ellos juega una doble función. El primero como generador-absorbedor y el segundo como condensador-evaporador. El funcionamiento se puede dividir en dos etapas: la etapa de generación y la de enfriamiento.

En la etapa de generación, el recipiente que en este caso sirve como generador, inicialmente contiene una solución acuosa concentrada de amoníaco. Esta es calentada con energía solar de manera que se genera o produce vapor de amoniaco que después de pasar por la válvula se condensa en el otro recipiente que en esta etapa sirve como condensador. Aquí hay que retirar el calor de condensación del amoniaco (327 Kj/Kg) enfriando por medio de aire o agua para lograr tenerlo en estado líquido y a una alta presión.

Esta etapa se lleva a cabo mientras el flujo de energía solar es suficiente para seguir generando vapor de amoniaco. Hay que tener en cuenta que a medida que pasan las horas de sol la solución inicialmente concentrada se torna una solución débil y por l o mismo es más difícil seguir generando amoniaco.

 

Una vez terminada la etapa de generación se cierra la válvula intermedia y se deja enfriar el primer recipiente que ahora contiene una solución débil de amoniaco y una baja presión. En el condensador queda almacenado amoniaco líquido a alta presión listo para usarse en la etapa de enfriamiento. En esta etapa se vuelva a abrir la válvula intermedia. Al comunicar de nuevo los dos recipientes, la presión del sistema completo baja lo suficiente para que el amoniaco no pueda existir en estado líquido y por lo tanto forzosamente tiene que pasar al estado gaseoso. Esto se hace en el segundo recipiente que ahora sirve como evaporador. El amoniaco absorbe calor de los alrededores para pasar de líquido a vapor y por lo tanto es aquí donde se tiene el efecto de refrigeración.

 

El vapor de amoniaco pasa al primer recipiente y se absorbe en la solución diluida de amoniaco. Este recipiente ahora tiene la función de absorbedor. Aquí hay que retirar el calor que se genera por la absorción para evitar que se incremente la temperatura y se dificulte la absorción que afectaría el funcionamiento del sistema completo. Con esto se completan las dos etapas del ciclo intermitente de refrigeración, y el sistema queda listo para iniciar un nuevo ciclo cuando vuelva a haber flujo de energía radiante.

Desde luego, un sistema real no es tan sencillo como lo anterior, hay que tener cuidado especial sobre todo en el diseño del colector de energía solar que contendrá la solución de amoniaco a evaporar y en las interconexiones entre el colector(generador) -absorbedor y el condensador-evaporador.

 

 

Destilación solar

 

Los principios de la destilación solar del agua son simples, basados en como se realiza la destilación del agua en la naturaleza. Un destilador solar común tiene una cubierta superior hecha de cristal, con una superficie interior hecha de una membrana impermeable de silicón. Esta superficie interior utiliza el silicón ennegrecido para mejorar la absorción de los rayos del sol. El agua que se tratara se vierte en el destilador para llenarlo parcialmente. La cubierta de cristal permite la entrada de radiación solar al interior del destilador, siendo esta absorbida sobre todo por la base ennegrecida. El agua comienza a calentarse y evaporarse hacia arriba y debido a la interacción del vapor del agua dentro del destilador, da origen al efecto invernadero. En este proceso las sales y los microbios que estaban presentes en el agua original se dejan detrás. El agua condensada gotea debajo de la cubierta de cristal inclinada a un canal interior de colección y se entrega a un recipiente de almacenamiento.

Este proceso elimina impurezas tales como sales y metales pesados, así como destruir organismos microbiológicos. Al final se obtiene agua mas pura y limpia que la misma agua de lluvia. El destilador mostrado es un destilador solar pasivo que necesita solamente del sol para funcionar, no necesita de ninguna pieza móvil para realizar su tarea. El agua destilada que se obtiene no adquiere el gusto del agua comercialmente destilada puesto que el agua no se hierve (motivo que hace que disminuya el pH). Los destiladores solares utilizan la evaporación natural agua. Esto permite la conservación natural del pH que produce un gusto excelente con respecto a la destilación de vapor.

La destilación solar es una tecnología probada y verdadera. El primer uso sabido de estos dispositivos fue para 1551 utilizado este por los alquimistas de Arabia. Otros científicos y naturalistas los utilizaron en siglos posteriores. Desde un punto de vista estadístico, se han realizado decenas de instalaciones, pero la primera de tamaño apreciable es la de Las Salinas, Chile (1872) usada para surtir de agua dulce la operación de una mina y operó con éxito al menos durante 40 años, suministrando hasta 23 000 L de agua/día, con una superficie superior a los 4 000 m2 . El récord de tamaño lo ostenta Patmos (Grecia) con más de 8000 m2 de superficie. Sobre el último siglo, literalmente se han construido gran cantidad de plantas inmóviles solares alrededor del mundo.

Diversas modalidades pueden encontrarse en lo que a destiladores solares se refiere, aunque el principio de funcionamiento es el mismo, se disponen las partes en configuraciones diferentes pudiéndose diferenciar, entre otras, las siguientes:

Destilador de Caseta: El destilador solar de caseta es el más conocido y difundido en el mundo y consiste en una caseta de material semitransparente, generalmente vidrio, que se coloca sobre una bandeja que contiene agua a destilar. Por la forma de la caseta y la forma en que ésta atrapa el calor, proveniente de la energía solar, les ha valido el nombre de "destiladores de invernaderos".El principio de funcionamiento es muy sencillo, la bandeja de pequeña profundidad que contiene una delgada lámina de agua con sales está herméticamente tapada con un vidrio liso transparente. La radiación solar pasa a través del vidrio y calienta el agua, ya que el fondo del estanque se pinta de color negro, lo que resulta que el agua alcanza más altas temperaturas que el vidrio. El contenido de vapor de agua del aire interior es elevado y al tomar contacto este aire cargado de vapor de agua con la superficie del vidrio, que esta mucho más fría, se produce la condensación del agua. Esta se evapora en su superficie, que enfriada por el aire exterior favorece su condensación, y esta en forma de gotas se desliza por el plano inclinado hasta la canal recolectora. Esta agua condensada está prácticamente desprovista de sales. Estos equipos cuando tienen láminas de agua de 1,5 a 2 cm de espesor, bajo condiciones de alta insolación, baja temperatura del aire ambiente y vientos apreciables (2 m/s o más) llegan a producir hasta un máximo de 3 a 5 L de agua destilada por cada metro cuadrado de superficie cada día. El valor característico de producción de los destiladores solares es del orden de 1 m3 de agua por metro cuadrado de captación por año, esto puede parecer un volumen muy pequeño, sin embargo, desde el punto de vista de obtener agua potable a escala familiar o para pequeñas comunidades, en muchos casos puede resultar adecuado, especialmente donde esta alternativa sea económica. Los destiladores de agua eléctricos son costosos y de poca duración, debido a las incrustaciones y a la durabilidad de las resistencias eléctricas, contrario a los destiladores solares, los cuales pueden ser construidos a bajo costo, con materiales de fácil adquisición en el país, así como con una durabilidad muy alta, de más de 10 años, si se usan los materiales adecuados.

 

Destilador de "Poceta": El destilador de poceta o bandeja se caracteriza por su sencillez y su facilidad de construcción y está formado por una poceta hecha generalmente con materiales de la construcción (ladrillos o bloques, piedra de arena), angulares de acero y láminas de vidrios. Su construcción es la más sencilla de todas y debe ser in situ, realizada principalmente por un albañil. Se recomienda su uso en instalaciones relativamente grandes hechas con recursos propios. Su productividad promedio, dependiendo de las condiciones climáticas, es de 2,5 a 4 L al día por metro cuadrado de superficie captadora.

 

 

 

 

Destilador Portátil: Una opción diseñada por un fabricante consiste en un dispositivo inflable para destilar agua. Con un principio de funcionamiento similar a los anteriores, posee un anillo inflable que flota, con un colector solar negro adentro, y un depósito para el agua impura debajo de este. Sobre el colector solar hay un cono transparente. El agua impura que alimenta el colector solar se evapora; el vapor de agua se condensa en el interior del cono. El agua purificada se escurre en el interior del cono y va hacia el canal de recolección y se deposita en la unidad recolectora. La unidad es ligera, cómoda, fácil de utilizar, tiene una larga vida útil, flota en el agua, y produce entre 0,5 y 2 litros diarios de agua destilada.

 

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