SISTEMAS ACTIVOS.

E1 hombre ha utilizado el sol hasta nuestros días para mantener una temperatura corporal adecuada, bien a la intemperie, bien en el interior de las viviendas y a partir de un cierto estadio cultural para el laboreo de la tierra. Otras aplicaciones son prácticamente desconocidas. Una excepción la constituyen en el pasado las operaciones de secado para la mejor conservación de alimentos, sal, granos, forrajes, carnes y pescados, obtención de materiales para el vestido: pieles, fibras.

Tampoco, salvo las adaptaciones pasivas ya comentadas a las edificaciones, se han empleado dispositivos expresamente concebidos para captar eficazmente las radiaciones solares incrementar su efecto calorífico o almacenar satisfactoriamente las unidades térmicas obtenidas, y ello no por falta de conocimientos científicos, pues aun prescindiendo del legendario episodio de Siracusa atribuido a Arquímedes, el dominio de la física en la antigüedad era suficiente para elementales aplicaciones de la energía solar .

En épocas más recientes, conocidos científicos, como Buffon, Lavoisier o Bessemer, se han interesado por nuevas posibilidades, principalmente en lo relativo a la concentración de rayos solares con lentes para producir altas temperaturas, propiciando el que en las últimas décadas de la pasada centuria se desarrollasen espectaculares experimentos en este campo, entre los que destaca la imprenta solar, alimentada por vapor y presentada en París en 1882, con la que se imprimía el periódico Le Soleil. Como primera realización práctica, económicamente rentable, de implantaciones solares suele citarse la central de destilación instalada en el desierto norte de Chile en 1874, que suministraba diariamente 25.000 litros de agua potable.
Mucho antes de la crisis energética ya se empleaban en las zonas soleadas de los Estados Unidos calentadores de agua y cocinas solares, aunque desaparecieron con la difusión de la electricidad. En otras áreas corno Israel y sobre todo Japón los calentadores solares de agua alcanzaron tempranamente una gran difusión, habiéndose censado en este último país en 1970 más de 2.500.000 instalaciones de este tipo.

E1 dispositivo más elemental e interesante para la utilización calorífica de la energía solar es el colector plano, que consiste básicamente en una caja con fondo negro aislada térmicamente, con una cubierta transparente, y en la que circula continuamente agua en los captadores más simples, fluyendo en el sentido fría-caliente. E1 funcionamiento es muy sencillo y se basa en el calentamiento del fondo del colector que le hace generar rayos infrarrojos a los que la cubierta transparente es opaca, recalentándose así sucesivamente y por atrapamiento de estas radiaciones el espacio contenido en el recipiente. Para el mejor aprovechamiento de los rayos solares suele darse a los colectores una inclinación fija de acuerdo con lo que aconseja la latitud del lugar, o modificable según los meses y estaciones, solución esta última más onerosa.
En estos momentos puede decirse que este y similares tipos de aplicaciones solares que permiten convertir la energía solar radiante en calor de baja temperatura, hasta 80ºC, son perfectamente rentables en lo que a la obtención de agua caliente se refiere, habiéndose estimado, bajo la hipótesis de un aumento moderado de los costos anuales de combustible, que en España, si la energía sustituida es la eléctrica, en un período de seis a ocho años según las zonas se recuperaría el capital invertido, período éste que se acortará seguramente si, como es previsible, los precios de los combustibles convencionales aumentan sensiblemente, se abaratan los costes de los aparatos mediante su producción en serie y se consiguen prototipos más eficientes y de menor costo .
El calor así captado puede utilizarse también para la calefacción de los locales, alimentando los elementos interiores con agua, aire, o combinación captador-transmisor de estas dos soluciones, sin embargo, la rentabilidad del sistema es inferior a la de la producción de agua caliente doméstica. Todavía es más largo el período de retorno del capital para instalaciones que utilizan la energía captada para refrigeración de edificios no obstante aprovecharse de la energía generada en épocas de máxima intensidad de radiación.
Para la obtención de calor a media temperatura, hasta 260º, y desde luego a temperatura superior, se precisan elementos adicionales, que a partir de espejos reflectores y lentes concentren las radiaciones solares hasta conseguir los niveles térmicos requeridos. Pero las soluciones hasta ahora empleadas al parecer carecen, de momento, de suficiente atractivo económico, si bien es previsible que en fechas próximas estos procesos, y sobre todo los relacionados con la obtención de calor en el gradiente 80º-260º , sean perfectamente rentables para usos industriales o equivalentes.
El calor conseguido a partir de los sistemas precedentemente descritos puede ser empleado mecánicamente para mover ciertos elementos que transforman la energía calorífica mediante la dilatación de gases, en trabajo y movimiento, lo que es el caso de las bombas de agua solares y otros equipos similares empleados, bien que con pequeño rendimiento, en áreas rurales de Asia y África a las que no llega la electricidad.

Por último debe mencionarse un procedimiento de concentración de energía solar de distintas características, la denominada bomba de calor, de gran eficacia termodinámica cuando se trata de concentrar calor a una escala reducida, y que funciona contrariamente a como lo hace un aparato frigorífico decir, retira el calor exterior, lo concentra y lo transmite a los espacios interiores que se desea calefactar. La bomba de calor puede ser empleada también para refrigeración mediante inversión de su funcionamiento, pero estos aparatos son muy costosos.

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