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Impulsa UNAM Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Química y Solar

19/07/2010 15:31 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

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En el Centro de Investigación en Energía (CIE) de la Universidad Nacional Autonóma de México (UNAM), con sede en Temixco, Morelos, se construyen instalaciones del Laboratorio Nacional de Sistemas de Concentración Solar y Química Solar: un horno solar de alta concentración, una planta fotocatalítica para el tratamiento de aguas residuales, y un campo de prueba de helióstatos.

El primero es único de su tipo en América Latina y el mundo en desarrollo, y la segunda, única en nuestro país y una de las pocas del orbe.

Claudio Estrada Gasca, director del CIE y responsable del proyecto, aseguró que este tipo de instalaciones abren la posibilidad de ser un país competitivo, a escala mundial, en el desarrollo de tecnologías emergentes de concentración solar, que permitirían la obtención de electricidad y combustibles "limpios".

Entre los objetivos del Laboratorio –donde también participan el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y la Universidad de Sonora  (USON), y que se inaugurará en septiembre próximo– están constituir una red nacional de grupos de investigación para avanzar en el conocimiento de las tecnologías de concentración solar y química solar, formar recursos humanos de alto nivel en el área y edificar las instalaciones mencionadas.

Con ello, se permitirá la generación de nuevo conocimiento, básico y aplicado, en ese campo; se sentarán las bases para la implementación de nuevos métodos en esa industria emergente, ambientalmente sustentables, y se contribuirá a resolver dificultades de salud y empleo.

Ante los problemas del entorno, derivados de la quema de hidrocarburos, cuyo consumo global representa más del 80 por ciento del empleo de energía primaria, y su eventual declinación, la población mundial está obligada a profundizar, en el corto y mediano plazos, en la transición energética.

En ese proceso, la diversificación de fuentes de energía, particularmente las renovables, es uno de sus pilares; en esta categoría se contemplan la solar, eólica, bioenergética, geotérmica y oceánica, las más abundantes en el planeta.

Con base en ello, está surgiendo una nueva industria global, y "creemos que la nación tiene la capacidad de sumarse. De ahí, el esfuerzo de construir estas instalaciones y formar los recursos humanos que requerimos".

El horno solar de alta concentración es un dispositivo especializado para la investigación científica.

Está constituido por un helióstato o superficie cubierta de espejos planos convencionales, que suman 81 metros cuadrados; un sistema de 409 espejos faceteados, que integran un concentrador de 36 metros cuadrados; un atenuador de radiación solar, especie de "persiana" que permite controlar con exactitud cuánta energía entra al concentrador, y una mesa de experimentación en la región focal.

Tendrá una capacidad de 30 kilowatts térmicos, con una razón de concentración solar de 12 mil soles, y se podrán alcanzar temperaturas del orden de los tres mil 500 grados centígrados. Esta energía se concentrará en una zona focal, como una pequeña esfera de 10 centímetros de diámetro. Es un instrumento de alta calidad y con gran potencial para la investigación.

Con este subproyecto –cuyo responsable es Camilo Arancibia, del CIE– se tendrá la capacidad de diseñar, probar, analizar y producir nuevos materiales y, en especial, generar nuevos combustibles solares con nulo impacto ambiental, como el hidrógeno.

Se conocerán las propiedades termofísicas, fallas y envejecimiento acelerado de materiales, así como el procesamiento y manufactura de otros avanzados, como cerámicos metalizados, fulerenos y nanotubos de carbón, entre otros.

También, se analizarán materiales tóxicos, industriales y orgánicos; se crearán reactores termoquímicos para descomposición del agua y se pondrá a prueba la generación de electricidad, mediante la transformación de potencia solar concentrada en potencia eléctrica mediante dispositivos de conversión directa de energía como los termoiónicos y los termoeléctricos, abundó.

Se espera dar servicio a institutos de investigación, universidades y ramas de la industria como la química, cerámica, metal-mecánica, metalúrgica y eléctrica.

El segundo subproyecto es la planta fotocatalítica para el tratamiento de aguas residuales, dirigido por Antonio Jiménez, también del CIE.

Corresponde, relató Estrada Gasca, a un esfuerzo realizado en el CIE desde hace más de una década: el estudio de la reducción de compuestos tóxicos orgánicos en agua, usando radiación solar concentrada, que se ha realizado a nivel de módulos experimentales, y donde se ha podido degradar una variedad amplia de esos compuestos.

Este sistema descompone totalmente tóxicos como los presentes en jabones, pesticidas, herbicidas, hidrocarburos, o en residuos de la industria textil.

La planta se conformará de, aproximadamente, 100 metros cuadrados de concentradores solares del tipo "parabólico compuesto", junto con reactores o tubos transparentes, por donde pasa el afluente del líquido sucio, que reciben la radiación solar concentrada para degradar los contaminantes.

Tendrá una capacidad de tratamiento de 800 litros al día, y se probarán las aguas residuales reales "a fin de generar la ingeniería necesaria para el escalamiento a nivel industrial".

Se esperan resultados importantes en esta instalación, donde también se harán síntesis de nuevos materiales fotocatalíticos para el proceso de degradación, modelos teóricos y experimentales para el aprovechamiento de la energía solar en la parte del espectro visible y del ultravioleta, y estudios para reducción de costos de estas tecnologías.

La intención es transferir el desarrollo a los actores implicados en la problemática de la contaminación de aguas, como los sectores agrícola, industrial o turístico, señaló Estrada Gasca.

Un tercer subproyecto, a cargo de Rafael Cabanillas, de la USON, es el campo de pruebas de helióstatos, que se ubicará en Hermosillo, Sonora, y estará enfocado a la tecnología de producción de electricidad en las llamadas plantas de torre central.

Ahí, 15 helióstatos, montados cada uno en su propio sistema de seguimiento, seguirán al Sol como girasoles, y redireccionarán la radiación a una pantalla en lo alto de la torre de 36 metros.

Los helióstatos serán de manufactura mexicana, así como los sistemas de adquisición y procesamiento de datos, metodologías para la alineación y calibración de los sistemas ópticos, mecánicos y electrónicos. La perspectiva es promover una industria nacional para exportación, y el potencial es enorme, opinó.

En la construcción del Laboratorio Nacional participan alrededor de 50 expertos y un consorcio de instituciones, encabezadas por la UNAM, a través del CIE, que financia el proyecto junto con el CONACYT y, en menor medida, la USON.

Además, se cuenta con el apoyo del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica  (INAOE), de la Universidad Autónoma Metropolitana  (UAM), y de los centros de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, de España, y de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico de la UNAM.

México cuenta con una industria del vidrio y metalmecánica importante; de modo privilegiado, tiene recurso solar y grupos de investigadores de alto nivel para impulsar esta área, y el Laboratorio es la semilla de un proyecto nacional, finalizó Estrada Gasca.

Fuente|Boletín UNAM.


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