En la búsqueda de soluciones sostenibles y accesibles para el calentamiento de casas pequeñas, un grupo de estudiantes de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Washington Bothell ha desarrollado un innovador proyecto de paneles solares DIY utilizando latas de soda recicladas. Estos paneles solares caseros, conocidos como soda-can solar heaters, se presentan como una opción económica y eficiente para aprovechar la energía solar y calentar viviendas de manera sostenible.
¿Cómo funciona un soda-can solar heater?
El funcionamiento de un soda-can solar heater es bastante sencillo pero efectivo. El proceso comienza con la recolección de latas de soda recicladas. Estas latas se abren en la parte inferior y se expande el agujero en la parte superior. Luego, se apilan una encima de la otra para formar tubos largos. Estos tubos se pintan de negro para que absorban el calor y se colocan dentro de una caja de madera de 3 pies por 6 pies, que cuenta con una cubierta de Plexiglás en la parte superior.
En un día soleado de prueba en junio, los estudiantes colocaron el soda-can solar heater fuera del Discovery Hall. El aire entró al calentador a una temperatura de 77 grados Fahrenheit y salió a 105 grados Fahrenheit. Esta ganancia de temperatura por sí sola podría ser suficiente para calentar una casa pequeña cuando brilla el sol. Sin embargo, en lugares como Seattle, donde los días soleados son limitados, es necesario combinar este sistema con otras fuentes de calor.
Alianzas comunitarias
Los cuatro estudiantes graduados, Justo De Asis, David Bill, Ryandi Lim y Jorge Sanchez-Perez, trabajaron en colaboración con dos organizaciones sin fines de lucro en Seattle que buscan proporcionar viviendas para personas sin hogar. El proyecto recibió orientación de Imen Elloumi-Hannachi, una profesora visitante en la Escuela de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM, por sus siglas en inglés). Elloumi-Hannachi los conectó con The BLOCK Project, una iniciativa que busca ubicar una casa de 125 pies cuadrados en cada bloque residencial de la ciudad, y ecoThrive, una organización que planea construir una aldea de casas pequeñas con 20 unidades.
Los estudiantes aportaron sus habilidades de resolución de problemas y diseño, mientras que Elloumi-Hannachi los guió en la planificación del proyecto y actuó como intermediaria con los clientes. El objetivo principal era desarrollar un sistema de calefacción de bajo costo y bajo consumo energético para proporcionar viviendas asequibles y sostenibles para todos.
El panel solar y la eficiencia térmica
La parte más técnica del soda-can solar heater es un pequeño panel solar que proporciona electricidad para un ventilador y un termostato. El aire fluye desde la parte inferior del calentador, a través de los tubos y sale por la parte superior. Al igual que un automóvil cerrado en un día soleado, el calor dentro del calentador puede acumularse rápidamente.
Los estudiantes aprovecharon esta característica y propusieron combinar el calentador solar con un calentador de agua de bomba de calor disponible comercialmente. Este calentador de agua tiene un aspecto similar a un tanque de agua convencional, pero cuenta con una bomba de calor en la parte superior que reduce el consumo de electricidad. Al aprovechar el aire caliente proveniente del calentador solar, se aumenta la eficiencia de la bomba de calor.
Al elevar la temperatura del aire que ingresa a la bomba de calor, esta no tendrá que trabajar tan duro, explica Lars Henrikson, asesor de la industria para el proyecto. Henrikson, quien también tiene experiencia en la gestión de programas de conservación para Seattle City Light, destaca que esta combinación permite obtener el doble de calor utilizando la misma cantidad de electricidad.
Además de proporcionar agua caliente para una casa pequeña, el agua del tanque puede circular a través de tuberías en el suelo para proporcionar calefacción radiante. De esta manera, la casa no necesitaría sistemas de calefacción eléctricos adicionales.
¿Cuánto calor puede proporcionar un soda-can solar heater?
Los estudiantes calcularon que su soda-can solar heater aporta 2,246 unidades térmicas británicas (Btu) al sistema, lo que equivale a casi la mitad del calor necesario para calentar una casa pequeña de 125 pies cuadrados. Utilizando un método de estimación ampliamente utilizado en la industria, se determinó que se necesitarían 5,000 Btu para calentar una habitación de ese tamaño. Esto demuestra el potencial de este sistema como una fuente de calor sostenible y de bajo costo.
Perez, De Asis y Bill realizaron pruebas y presentaron el proyecto en el Colloquium de Primavera de STEM en el campus. Los tres estudiantes destacaron que el proyecto fue más complicado de lo que esperaban, ya que requirió de muchas iteraciones y pruebas. También se encontraron con más trabajo de plomería y ventilación de lo que inicialmente habían anticipado. Sin embargo, esta experiencia les resultó valiosa, ya que todos ellos planean trabajar en la industria de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC, por sus siglas en inglés) en el futuro.
Los soda-can solar heaters representan una solución sostenible y de bajo costo para el calentamiento de casas pequeñas. Estos paneles solares DIY, construidos con latas de soda recicladas, combinan la energía solar con tecnología de bomba de calor para lograr una calefacción eficiente. Aunque en lugares con poca radiación solar como Seattle es necesario complementar este sistema con otras fuentes de calor, los soda-can solar heaters demuestran el potencial de la energía solar como una alternativa sostenible para calentar viviendas de manera asequible y respetuosa con el medio ambiente.