Temprano por la mañana, la doctora en Química, Svetlana Ushak, llega a su oficina en el Departamento de Ingeniería Química y Procesos de Minerales en la Universidad de Antofagasta. Luego de responder correos y atender llamadas, se dirige a un solitario container ubicado entre cerros y mar, a unos 200 metros de distancia.
En aquel módulo, la investigadora de Centro de Investigación Avanzada del Litio y Minerales Industriales (CELiMIN) de la UA, tiene montada la planta piloto de un proyecto que busca aportar a la economía de los hogares suministrando agua caliente a través de la radiación solar y el uso de sales inorgánicas desechadas.
La idea consiste en aprovechar las propiedades naturales de estas sales, que son capaces de realizar procesos de fusión y cristalización en los cuales generan o almacenan energía. De esta manera, según explica Ushak, con la incorporación de estos elementos a los estanques de almacenamiento de agua de los sistemas fotovoltaicos tradicionales, sería posible mejorar su rendimiento.
“En el día, cuando hay mucho calor, la sal se funde y se conserva ese calor. Después, en la noche, comienza a bajar la temperatura ambiente y la temperatura del agua dentro del estanque, en ese momento el mineral empieza cristalizarse. Y ese proceso de cristalización proporciona calor adicional”, profundizó la investigadora.
Durante los últimos diez años Ushak ha desarrollado investigación y divulgación científica sobre las aplicaciones que pueden tener los desechos de sales inorgánicas (materiales de cambio de fase) en sistemas de almacenamiento de energía solar. Como resultado de su trabajo, fue contactada por la compañía PCM Chile SpA y en conjunto postularon a un concurso Startup Ciencia de Corfo para desarrollar este proyecto.
“La energía solar existe durante todo el día, pero en la noche no tenemos esta fuente energética. El desafío que tiene este proyecto es demostrar que las sales desechadas son eficientes como almacenamiento térmico”, explicó la investigadora de la UA.
Planta
La planta piloto cuenta con una estructura de paneles termosolares, un intercambiador de calor y estanques que almacenarán el agua caliente durante la fase de experimentación.
“Los paneles reciben la energía solar y calientan el agua, la cual pasa por el intercambiador de calor y es transmitida a todo el circuito de agua caliente que tiene un hogar. El objetivo de incorporar sales dentro de los estanques de almacenamiento es prolongar la duración del agua caliente en los hogares”, detalló Ushak.
El estudio se encuentra en el proceso de la instalación de la planta y durante los próximos dos meses se procederá a la encapsulación de las sales en recipientes plásticos para que sean insertadas en los contenedores de agua. Finalmente, en mayo, se realizarán los ensayos de la investigación.
Para esto se usarán dos estanques. En uno se almacenará agua, mientras que el otro tendrá agua y sales en su interior. Así, será posible realizar un análisis comparativo de la temperatura y del tiempo de calor que se gana con la presencia del mineral.
“Uno de los objetivos de esta investigación es diversificar la matriz energética. Buscamos el aprovechamiento de la energía solar por medio del desarrollo de sistemas de acumulación de calor eficientes y económicos”, explicó la experta.
Impactos
Esta iniciativa tiene una dimensión medioambiental, pues utiliza desechos de la minería no metálica en aplicaciones domésticas. De esta manera se reduce la cantidad de residuos que se acumulan y se favorece a la desocupación territorial.
“Además, tendremos un impacto económico, pues la sal permitirá ahorrar tiempo en el proceso de calentamiento del agua. En el fondo habrá un ahorro al contar con un sistema de calefacción solar más optimizado en comparación a los que se encuentran en mercado”, señaló la académica.
La finalidad de este proyecto es ingresar al mercado de la construcción de los materiales de cambio de fase a través de un prototipo comercial que permita suministrar agua caliente sanitaria en los hogares.
Del mismo modo existe otra línea de investigación que apunta a la climatización de hogares a través del mismo método y siempre con el objetivo de aportar a la economía doméstica, mediante el uso de estos materiales de desecho.
