Investigadores colombianos desarrollan máquina de hielo basada en energía solar

Actualizado a las 14/06/2016 - 15:16

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Un grupo de ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia han diseñado un prototipo que permite hacer hielo gracias a la energía del sol y que puede convertirse en una solución para la conservación del alimento perecedero y los medicamentos en las zonas del país que no tienen acceso a la electricidad.

El prototipo, desarrollado desde hace 14 años por el grupo de investigación en Termodinámica Aplicada y Energía Alternativa, radicado en la sede de la universidad en Medellín, congela y refrigera entre uno y cinco litros de agua a través de la adsorción de metanol en carbón activado.

Aunque el pasado mes de febrero ya recibió la patente de la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia, el equipo investigador continúa trabajando para mejorarlo.

En entrevista con Xinhua, el director del proyecto, el profesor Farid Chejne Janna, destacó que la máquina de hielo ha sido desarrollada gracias al apoyo de la universidad, del Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación del Gobierno colombiano, denominado Colciencias, y del Instituto de Planificación y Promoción de Soluciones Energéticas para las Zonas no Interconectadas (IPSE).

"Son zonas con muy poca gente, que no les llega la energía y que probablemente no tienen posibilidades de desarrollo", explicó Chejne, que resaltó la importancia de utilizar fuentes que están en las propias regiones para suministrar la energía necesaria para que estas puedan desarrollarse.

Se trata, además, de energías renovables como la biomasa, la solar, la eólica o la hídrica en algunos casos, añadió.

Isla Fuerte, una comunidad de 2.500 habitantes en el norte de Colombia, fue la primera en beneficiarse de este desarrollo innovador, que fue instalado para permitir que el producto de la pesca fuese refrigerado y no se perdiera su comercialización.

Para lograrlo, el equipo de investigación estudió los fenómenos de la adsorción y la desorción, implementados en proyectos anteriores de otros investigadores para el enfriamiento de líquidos, pero que solo con esta máquina han logrado la congelación del agua.

"Lo que perseguimos inicialmente es congelar agua, con la fabricación de hielo podríamos conservar alimentos y conservar vacunas en zonas no interconectadas. La otra meta que perseguimos es la refrigeración de recintos; entonces ya no bajaremos la temperatura hasta nivel de congelamiento pero sí hasta que nos permita en zonas cálidas aires acondicionados con este sistema de adsorción-desorción", señaló.

La máquina utiliza una película de policarbonato que es traspasada por el sol y un sistema de 20 tubos concéntricos de 2 metros de longitud, los cuales contienen el carbón activado que es el elemento que permite el proceso de enfriamiento, al adsorber el metanol, líquido refrigerante que se evapora por el calor que concentran los reflectores solares y del cual se necesitan 20 litros para hacer el ciclo.

Uno de los investigadores que ha contribuido al desarrollo de la máquina, el ingeniero químico Carlos Andrés Gómez, explicó con más detalles el funcionamiento de la máquina, de cuatro metros de alto por dos de ancho.

"Si fuera absorción (con B) el líquido entraría hasta el fondo, pero como es con 'D' (adsorción) el metanol se queda en la superficie del carbón y lo que hace es un ciclo térmico, en el día calienta y el metanol está arriba adsorbido y como calienta se condensa y empieza a bajar. En la noche, se evapora y al evaporarse genera ese frío que es el que a su vez genera las temperaturas de congelación del agua", explicó.

Gómez añadió que el equipo actualmente trabaja en mejorar el diseño del prototipo con el fin de hacerlo más accesible a la comunidad, pero advirtió que para ello es necesario contar con más apoyo.

"Innovar en el uso de materiales puede subir los costos pero en la medida en la que se masifica,bajan los costos. El ejemplo que yo uso siempre es como que esto es un computador de los 80 y estamos trabajando en hacerlo un computador portátil", afirmó.

El ingeniero señaló que uno de los obstáculos con los que se ha encontrado el equipo es conseguir el metanol, dado que es una sustancia prohibida en el país. Sin embargo, empresas productoras de esta materia han hecho donaciones a la universidad para contribuir con el desarrollo del prototipo.

"Hay un decreto en el país que permite que la universidad, por ser una entidad pública, tenga un cierto blindaje para manejar estas sustancias. Nosotros les hacemos llegar toda la documentación requerida para la donación del metanol, pero de todas maneras es un proceso que tiene demora por el control de estupefacientes", detalló.

Además, el grupo trabaja paralelamente en el desarrollo de sistemas híbridos que también tienen bajo impacto ambiental y costos moderados, como una máquina que produce energía eléctrica mediante la gasificación de cascarilla de arroz o bagazo de caña.

El sistema, que utiliza 24 paneles solares y biomasa, genera 35 kilovatios, energía suficiente para proveer de electricidad a unas 25 viviendas, según explicó a Xinhua el ingeniero químico Robert Macías.

"La idea es que sea versátil y que funcione para comunidades aisladas, por eso está orientado más que todo a biomasas, aunque también funciona con carbón", apuntó.

En este caso, prosiguió, fue diseñado para biomasas residuales, como bagazo de caña, residuos de palma y residuos de café. De un residuo a otro varía el valor calorífico del gas que se obtiene.

Uno de los estudiantes de la universidad, proveniente del departamento del Chocó, hizo su tesis de maestría enfocada en este prototipo con el fin de llevarla a su comunidad y, gracias a recursos del departamento, se pudo implementar allí.

Otros profesionales que han contribuido al desarrollo de estos y otros prototipos enfocados en generar energía limpia en la Universidad Nacional de Colombia son el ingeniero mecánico Jhonathan Espinoza y los ingenieros químicos Diego Camargo, Manuel Mejía, Farid Cortés y Carlos Londoño.

Si bien los esfuerzos de los investigadores son respaldados con los recursos estatales, ellos aseguran que son necesarios mayores impulsos para alcanzar los niveles de desarrollo de otros países de la región.

El profesor Chejne, quien lidera el grupo de investigación en el Departamento de Procesos y Energía de la Facultad de Minas de la UN, sede Medellín, reconoció que proyectos como este han generado grandes beneficios, de los cuales destacó el conocimiento.

Sin embargo, señaló que todavía hace falta más apoyo a la investigación para no perder la continuidad en el desarrollo de soluciones como la producción de energía limpia y sostenible.

"Colombia ha adolecido de falta de constancia, de no tener de alguna manera una capacidad para seguir asumiendo más riesgos y de ir proyectándose con mayor continuidad y firmeza en los proyectos", argumentó Chejne, quien entre sus múltiples estudios cuenta con un posdoctorado con el reconocido premio Nobel Ilya Prigogine.