Sistema acumula energía solar para deshidratar productos agrícolas

El rendimiento energético de los sistemas que funcionan con energía solar térmica se puede mejorar introduciendo un sistema de acumulación de energía basado en el uso de materiales como parafina y ácido esteárico.

Montaje de los tubos de cobre en el sistema de acumulación propuesto. Foto: Unimedios

Así lo comprobó Mario Alberto Escobar, magíster en Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), quien a partir de un experimento de deshidratación de yerbabuena evidenció que la temperatura en la cámara de secado y la externa fueron diferentes.

“Se observó un cambio en el comportamiento térmico de la parafina al 95 % de pureza, lo que mejora las condiciones internas de temperatura de la cámara de secado en su proceso de deshidratación”, destacó el estudiante.

La metodología desarrollada para el diseño del módulo de acumulación se puede implementar fácilmente con diferentes condiciones de temperatura y flujo de aire, detalla.

“Estos sistemas de cambio de acumulación térmica se diseñan según las necesidades. Por ejemplo, si se necesita deshidratar yerbabuena, se debe hacer a una tasa aproximada de 60 °C, para que las propiedades de la planta se mantengan. En ese sentido, se debe buscar un material de cambio de fase cuyo punto de fusión oscile en esa temperatura”, explica.

Estos materiales son los que están en estado sólido y por darle algún tipo de energía se pueden derretir o vaporizar. Por ejemplo la parafina, según el porcentaje de pureza, se puede aplicar en la industria.

El ingeniero señala que el creciente interés en las energías renovables ha abierto una oportunidad para aplicar esta tecnología en el sector industrial y doméstico. Sin embargo, en sistemas basados en energía solar, las limitaciones asociadas con la entrega intermitente de energía pueden causar un rendimiento inestable y diseños poco confiables.

Inestabilidad energética

“Los cambios de clima, producto de la velocidad del viento y la aparición de nubes, se consideran como los principales factores que contribuyen a la inestabilidad en la cantidad de energía disponible. Es el caso de Cundinamarca, por ejemplo, donde hay presencia continua de nubosidad, lo que dificulta el trabajo de deshidratación de ciertas frutas”, explica el ingeniero.

Para diseñar este sistema se hizo una revisión bibliográfica de los materiales de cambio de fase que se podían utilizar. Luego, en el Laboratorio de Transferencia de Calor de la Universidad, se realizó una caracterización para observar el comportamiento térmico de los materiales elegidos, según su temperatura de fusión. Las pruebas iniciales se hicieron con tubos de cobre en los que se fue vertiendo la parafina líquida y el ácido esteárico.

“En conjunto con la Universidad Pontificia Bolivariana de Bucaramanga, donde estaban trabajando en unos secadores polares, implementamos el sistema de materiales de cambio de fase a esos secadores, según la temperatura del lugar”, señala.

Explica que en la industria se utilizan secadores alimentados con electricidad, que proporciona calor dentro de las cámaras de secado y las frutas o alimentos, a los que se les retira de manera progresiva la humedad hasta que queden en el punto ideal.

“El problema radica en el gasto excesivo de energía eléctrica, por lo cual se buscan alternativas sostenibles y amigables con el medioambiente, en este caso con un sistema de secadores solares que ya no requieren conexión eléctrica, sino la energía natural”, concluye.

FUENTE: UNIMEDIOS