Calentador solar con reciclables

El calentador solar con materiales reciclables es una alternativa sostenible y económica al calentamiento de agua utilizando recursos que normalmente se desecharían. Este proyecto, desarrollado por José Alcino Alano y su familia, tiene como objetivo tanto ahorrar energía como preservar el medio ambiente, destacando la importancia del reciclaje en el uso diario. Esta guía brindará la información necesaria para la construcción e instalación de un calentador solar elaborado con botellas de PET y cajas Tetra Pak, promoviendo la conciencia ambiental y la reutilización de materiales.

Origen y Objetivo del Proyecto

El proyecto del calentador solar nació de la necesidad de encontrar un destino útil para los envases reciclables, en línea con la preocupación medioambiental de adoptar sistemas ecológicamente correctos siempre que sea posible. La simplicidad y bajo costo de este sistema permitió su implementación generalizada en varias instituciones y hogares de bajos ingresos, con el objetivo de ahorrar electricidad y reducir el impacto ambiental. Además de su función práctica, el proyecto también busca concienciar a la población sobre el potencial de los materiales posconsumo, que pueden tener aplicaciones útiles en el aspecto social y medioambiental.

Si bien el enfoque de este manual es la construcción de un calentador solar con materiales reciclables, es importante mencionar que existen otros sistemas de calentadores solares en el mercado, que pueden ser una opción viable para quienes tienen mayor poder adquisitivo.

Principios de funcionamiento del calentador solar

El calentador solar funciona básicamente mediante dos sistemas: circulación termosifón y circulación forzada. Ambos son métodos eficientes para calentar agua mediante energía solar, pero difieren en su aplicación y complejidad.

Circulación por termosifón

Este es el método más simple e ideal para sistemas de calentadores solares de bajo costo. El funcionamiento se basa en la diferencia de densidad entre el agua fría y caliente. El agua fría, al ser más pesada, empuja el agua caliente hacia arriba, haciéndola circular por el sistema. Para que este proceso funcione correctamente, es fundamental que el colector solar se instale en una posición más baja que el nivel del fondo del tanque o depósito de agua, asegurando así que la circulación del agua se produzca de forma natural mientras haya radiación solar. Este principio es similar al utilizado en los calentadores solares convencionales, con la diferencia de que, en el caso de los calentadores solares reciclables, los materiales utilizados son mucho más asequibles y sostenibles.

Circulación forzada

En el sistema de circulación forzada, el colector solar se instala en una posición más alta que la caja o depósito. Este método se utiliza habitualmente para calentar piscinas. Aquí, un termosensor activa una motobomba cuando la temperatura del agua en el colector alcanza un nivel predeterminado. Esto permite cambiar el agua caliente por agua fría de manera eficiente. Sin embargo, para evitar que el sistema funcione al revés durante la noche o en periodos sin luz solar, es necesario instalar una válvula de retención. Este sistema es más complejo y requiere una mayor inversión, pero ofrece un mayor control sobre el proceso de calentamiento.

Construcción de componentes de calentadores solares.

La construcción del calentador solar requiere una cuidadosa preparación de sus componentes, especialmente del colector solar, que es responsable del funcionamiento eficiente del sistema. Este proyecto destaca por utilizar materiales reciclables como tubos de PVC, botellas de PET y cajas Tetra Pak, sustituyendo materiales convencionales como cobre, aluminio y vidrio.

Construcción del Colector Solar

El colector solar es la parte más importante del sistema, siendo el responsable directo del calentamiento del agua. En este proyecto, las columnas de absorción térmica están fabricadas con tubos de PVC, que son menos eficientes que los tubos de cobre o aluminio, pero sirven para abaratar costes. Las botellas de PET y las cajas Tetra Pak sustituyen al panel de absorción térmica y al vidrio utilizados en los colectores convencionales. Las cajas Tetra Pak, pintadas de negro mate, absorben el calor, que luego es retenido dentro de las botellas de PET y transferido al agua en las tuberías de PVC.

Se debe prestar especial atención al dimensionamiento del captador solar en relación al depósito o depósito de agua, para garantizar que la temperatura del agua no supere los 55ºC, evitando así el reblandecimiento de las tuberías de PVC y posibles fugas.

Elección y preparación de botellas de PET.

La elección de las botellas de PET es crucial para el éxito del proyecto. Se recomienda utilizar botellas transparentes y lisas (tipo cristal), preferiblemente marcas Coca-Cola y Pepsi. Aunque se están probando algunas botellas verdes con resultados similares, usar botellas de cristal es más seguro para garantizar la durabilidad y eficiencia del colector solar.

Para preparar las botellas se sugiere que, luego de consumir el refresco, se laven y se dejen escurrir. Un truco útil es meterlos en el frigorífico dos minutos sin tapa y luego taparlos rápidamente, lo que evita que se aplasten cuando los guardemos para un uso futuro. Si algunas botellas están abolladas, se pueden recuperar calentándolas en el microondas con un poco de agua, siguiendo las precauciones de seguridad necesarias.

Preparación de Cajas Tetra Pak

Las cajas Tetra Pak utilizadas en el proyecto tienen una composición que incluye aluminio, polietileno y celulosa, lo que las hace ideales para resistir las temperaturas internas del colector solar. Para prepararlas hay que abrir las cajas, lavarlas y cortarlas a un tamaño estándar de 22,5 cm de largo. Después de ser plegadas y pintadas de negro mate, las cajas Tetra Pak se insertan dentro de las botellas de PET, donde actúan como principal elemento absorbente de calor.

Instalación de calentador solar

La instalación de un calentador solar requiere de algunos cuidados específicos para garantizar la eficiencia del sistema y la seguridad de los usuarios. Los principales aspectos de la instalación se destacan a continuación:

Dimensionamiento del proyecto

El dimensionamiento adecuado del proyecto es fundamental para que el calentador solar funcione correctamente. Es importante tener en cuenta el consumo de agua y la región del país, ya que estos factores influyen directamente en la eficiencia del sistema. En regiones más frías, por ejemplo, puede ser necesario aumentar el tamaño del colector solar para compensar la menor incidencia de la radiación solar.

Soportes de Fijación y Aislamiento Térmico

Los soportes de montaje del colector y del tanque de agua deben ser lo suficientemente robustos para soportar el peso del sistema, especialmente cuando están llenos de agua. Además, el aislamiento térmico de los conductos que conectan el captador con el depósito de agua es crucial para minimizar la pérdida de calor y garantizar que el agua llegue caliente al punto de uso.

Distancia e instalación del mezclador

La distancia entre el colector solar y el tanque de agua no debe exceder los 3 metros, para garantizar que la circulación del agua se produzca de manera eficiente. Además, se recomienda instalar un mezclador de agua fría y caliente, que le permitirá ajustar la temperatura del agua según sea necesario. Esta instalación es sencilla, pero práctica, y contribuye a la comodidad del usuario.

Resumen y paso a paso

Construcción Paso a Paso del Colector Solar

1. Elección de botellas y cortes de PET:
   • Utilice tres tipos de botellas de PET: lisas transparentes (rectas), cinturillas para Coca-Cola y Pepsi y algunas botellas verdes.
   • Para cortar botellas con precisión, utilice una plantilla sencilla. Corta dos trozos de tubo de PVC de 100 mm: uno de 29 cm y el otro de 31 cm. Haz un corte longitudinal en los tubos para poder introducir las botellas, y utiliza el tubo de 29 cm para botellas simples y de Pepsi, y el tubo de 31 cm para botellas de Coca-Cola.
   • Después de cortar las botellas, lávalas, déjalas secar y guárdalas adecuadamente para evitar deformaciones.
2. Preparación de Cajas Tetra Pak:
   • Utilice cajas Tetra Pak de 1 litro (leches, zumos, etc.).
   • Lavar las cajas, dejarlas secar y cortarlas a 22,5 cm de largo. Haga un corte adicional de 7 cm en la parte inferior para que quepa en el cuello de la siguiente botella.
   • Doblar las cajas Tetra Pak para adaptarlas a la curvatura interna de las botellas. Después, píntalos con pintura de esmalte sintético negro.
3. Conjunto de colector solar:
   • Inserte las cajas Tetra Pak pintadas en las botellas cortadas, asegurándose de que estén bien colocadas para maximizar la absorción de calor.
   • Coloca las botellas en tubos de PVC pintados de negro, que servirán como columnas de absorción térmica.
   • Asegúrese de que las botellas estén firmemente aseguradas y que no haya espacios entre ellas para evitar la pérdida de calor.
4. Instalación y posicionamiento:
   • Instalar el colector solar en un lugar con buena exposición al sol, preferiblemente con la barra superior del colector conectada al retorno de agua caliente, por debajo del nivel del tanque de agua.
   • Asegúrese de que la diferencia de nivel entre el colector y el tanque de agua no supere los 3 metros para garantizar una circulación eficiente del agua.
5. Pruebas y Ajustes Finales:
   • Después de la instalación, pruebe el sistema para verificar que la circulación del agua esté funcionando correctamente.
   • Realice los ajustes necesarios para garantizar que el sistema alcance la temperatura deseada sin comprometer la integridad de los materiales.

Beneficios del calentador solar para el medio ambiente

La adopción de calentadores solares, especialmente aquellos fabricados con materiales reciclables, aporta importantes beneficios al medio ambiente. Al reutilizar botellas de PET y cajas de Tetra Pak, reducimos la cantidad de residuos desechados y reducimos la demanda de nuevos recursos naturales. Además, el ahorro eléctrico que promueven estos sistemas contribuye a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, ayudando a combatir el cambio climático.

El uso de calentadores solares también supone un importante ahorro en la factura energética, especialmente en regiones con una alta incidencia de radiación solar. Esto hace que invertir en calentadores solares no sólo sea una opción ambientalmente responsable, sino también económicamente viable.

Un calentador solar fabricado con materiales reciclables es una solución sencilla, asequible y eficaz para calentar agua. Además de fomentar el ahorro energético y beneficiar al medio ambiente, este proyecto destaca por su facilidad de ejecución, utilizando materiales que muchas veces se desechan sin reutilizarse. Con una adecuada planificación y una correcta instalación es posible disfrutar del agua caliente de forma sostenible, contribuyendo a un futuro más verde y consciente.

Finalmente, es importante recordar que, aunque el proyecto es sencillo, se debe tener especial cuidado durante la construcción e instalación del sistema, especialmente en el manejo de materiales reciclables para evitar la contaminación. Con creatividad y buena voluntad, este proyecto se puede adaptar a las necesidades de cada persona, promoviendo el uso consciente de la energía solar y la reutilización de materiales en beneficio del medio ambiente.

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