La energía termosolar funciona con principios físicos diferentes a la energía solar fotovoltaica y requiere de una tecnología distinta. Entrevista con el doctor Rafael Enrique Cabanillas, experto en energía termosolar.

La energía térmica es la hermana menos conocida de la familia de las energías solares. La más conocida es la fotovoltaica. La energía termosolar funciona con principios físicos diferentes y requiere de una tecnología distinta. Sus aplicaciones también son diferentes, aunque comparte el Sol como recurso principal. En ProyectoFSE tuvimos oportunidad de charlar con un experto mexicano en este tipo de energía. El doctor Rafael Enrique Cabanillas es ingeniero químico de carrera por la Universidad de Sonora. Tiene una maestría en Energía Solar Térmica y un doctorado en Ingeniería enfocado a aplicaciones de energía solar, ambos por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). “Estamos en un proceso muy parecido al de la energía solar fotovoltaica: cada vez es más atractivo invertir en energías solares, pues han bajado los costos de las fotoceldas y han bajado los costos de los colectores solares, lo que hace que cada vez sean más competitivos”, afirma el especialista.

Actualmente, el experto trabaja en la Universidad de Sonora, donde dirige la Plataforma Solar de Hermosillo, que es “una infraestructura diseñada para hacer evaluaciones de equipos solares, en su gran mayoría para equipos solares térmicos”. Ahí también enfocan gran parte de sus esfuerzos en la creación de recursos humanos especializados en energía solar térmica, porque actualmente es mucho mayor la demanda de personal especializado que la oferta: “Ofrecemos cursos para iniciarse en concentración solar y tenemos la carrera en términos de docencia; existe la licenciatura en Fuentes Renovables de Energía, y también disponemos de la maestría y el doctorado, también en Energía. Cubrimos la parte de docencia en todos los niveles y también, en últimas fechas, estamos haciendo una alianza con instituciones regionales para crear un frente común de instituciones de educación superior, porque el asunto de la formación de recursos humanos es muy amplio y una sola institución no puede abarcarlo. Estamos formando un consorcio de universidades e instituciones tecnológicas de la región para enfrentar este reto”, afirma el doctor Cabanillas. “Necesitamos formar técnicos en Fotovoltaico, técnicos en Fototérmica, también necesitamos ingenieros y, además, investigadores. Entonces, estamos coordinando un esfuerzo para fortalecer esta parte de consorcio regional sobre energía”.

El mercado nacional

Conforme se van abriendo mercados para las energías renovables, se van alimentando los círculos virtuosos entre academia e industria. Por eso hay proyectos que tienen repercusiones directas en el crecimiento y evolución de ciertas tecnologías. En el caso de la energía solar térmica, el doctor Cabanillas explica que “los proyectos que han tenido mayor impacto en el desarrollo de la industria nacional de la energía solar térmica han sido los de normatividad en ciudades, en especial el de la Ciudad de México, que, desde hace algunos años, implementó una normatividad para las nuevas construcciones en la que se debía considerar la instalación de colectores planos. Esto hizo que las empresas mexicanas de constructoras de paneles colectores solares térmicos pudieran tener un mercado establecido. Eso permitió un desarrollo bastante considerable de estas compañías. Aseguró el mercado, aseguró la utilización de los productos mexicanos y salió adelante. Es un proyecto que alcanzó el éxito por haberlo inscrito dentro del rubro ‘hipotecas verdes’. Es un éxito importante”.

El experto también comenta que estos logros podrían reproducirse en otros estados, si consideraran el caso de éxito logrado en la Ciudad de México, y afirma que, con las empresas mexicanas que producen colectores, sí podría darse abasto a un mercado nacional, sin necesidad de realizar importaciones. “Y un mercado nacional fortalecería fuertemente a las empresas y tendría las implicaciones de brindar un desarrollo económico interesante, con creación de empleos… que van desde la parte técnica, de ingeniería, hasta la de planeación, y se requeriría hacer un trabajo con investigación y desarrollo a la vez, para ir resolviendo los problemas que se presentaran”.

Cortesía: Dr. Rafael Cabanillas

Usos industriales

La concentración solar es necesaria para elevar las temperaturas de trabajo de los equipos industriales. “Uno puede tener un colector plano, que es la tecnología básica y que se utiliza para calentar agua en las albercas, en las casas, para sustituir gas, pero no es suficiente para llegar a las empresas. En las empresas se requieren temperaturas más elevadas y esto se puede lograr con concentración solar. Lo que estudiamos más a profundidad son sistemas ópticos que concentran la radiación solar y que nos permiten elevar la temperatura por arriba de 100 °C… y hasta miles de grados, si se requiere. Cubrimos desde baja, hasta muy alta temperatura. Tenemos distintos equipos para realizar la concentración”.

¿Cuáles son las principales aplicaciones? “Pensamos que se puede hacer desalación de agua de mar, pues permite obtener agua de muy buena calidad en comunidades que se encuentran aisladas e, incluso, llegar a producciones más grandes, como en ciudades portuarias o lugares donde el agua potable escasea, que es el caso de Sonora. Tenemos otros proyectos que están dirigidos al proceso de producción de calor de gran escala, con tecnologías de torre central, tecnologías de concentradores de Fresnel y de disco parabólico. Eso es lo que trabajamos”, comenta el doctor Cabanillas. Cita como ejemplo una aplicación muy sencilla: el secado solar. “El secado solar puede hacerse a temperaturas bajas, pero, con un poco de concentración, hemos logrado aumentar las temperaturas sustancialmente. Esto nos permite secar productos desde temperaturas de 40 o 50 grados hasta de 100 °C. Esto no lo puedes lograr con otro tipo de colectores planos, simplemente. Este control de temperaturas y la posibilidad de secar a temperaturas bajas te permite secar desde productos alimenticios hasta maderas o cerámicos, y productos un poco más húmedos que requieren de mayor temperatura. Todo eso se logra con este tipo de tecnologías”, afirma.

Aquellas industrias que usan diésel para calentar calderas obtendrían grandes ahorros, si empezaran a usar colectores solares de última tecnología para los procesos que involucran altas temperaturas. “Los proyectos de sustitución de calderas de diésel o de gas natural por colectores solares son cada vez más atractivos. Sobre todo, porque la abundancia del recurso solar está disponible en gran parte de México.”

Necesitamos formar técnicos en Fotovoltaico, técnicos en Fototérmica, también necesitamos ingenieros y, además, investigadores. Entonces, estamos coordinando un esfuerzo para fortalecer esta parte de consorcio regional sobre energía

La industria alimenticia también podría aprovechar esta tecnología, ya que “las temperaturas que utiliza son realmente bajas, en términos térmicos; no se requieren temperaturas muy altas. Unos 60 o 65 °C son suficientes para esterilizar, para pasteurizar. Esos niveles son muy fáciles de alcanzar con equipo solar térmico”, comenta el doctor Cabanillas.

Hay muchas aplicaciones que todavía no se han explorado y que serían muy convenientes. “Por ejemplo, en el rubro de la minería. Los hornos solares alcanzan temperaturas por arriba de 3,000 e incluso 5,000 °C, que muy bien pueden usarse en la parte de tratamientos térmicos o fundición de metales, etcétera. En cuanto a extracción de los mismos metales, se requieren temperaturas medianas para las soluciones de extracción, y la energía solar térmica todavía no ha llegado hasta ahí. La industria minera requiere de mucha energía y falta todavía explorar esos campos”.

Retos

¿Qué hace falta para que este tipo de energía se desarrolle más en México? Por un lado, que lo conozcan. “Las empresas se han dado cuenta de que pueden contar con algunos accesos financieros para virar hacia las fuentes renovables y, entre ellas, está la energía solar térmica. Pero ahí falta todavía mayor comunicación con las empresas”. Agrega que sería un gran proyecto mexicano normar el mercado de los colectores planos de energía solar térmica para darle certeza a los clientes. “Vemos, como ejemplo, la industria automotriz, que tiene normatividades muy elevadas, confiables, buenas; es muy difícil que un automóvil salga a la venta si es de baja calidad. Sin embargo, eso no lo vemos en el mercado y la producción de colectores solares. No tenemos normatividades de alto nivel; apenas empieza a haber un proceso en esa dirección”. Los Mapas de Ruta en Energía Termosolar indican que, en los próximos años, habrá crecimiento en el terreno de los colectores planos. A pesar de los retos, o porque están trabajando en ellos, el experto también espera que la tecnología, los recursos y el mercado enfocados en la concentración solar vean, a su vez, un crecimiento en las próximas décadas.

Fuente:
Entrevista con el doctor Cabanillas

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