LECTURAS
INTERESANTES Nº 670
LIMA
PERU 11 SETIEMBRE
2015
HELADA EN EL PAÍS DEL
SOL
Modesto Montoya. Presidente de la Academia Nuclear del Perú
Ideele
Revista Nº 253
El Sol es
una fuente prácticamente inagotable de energía que irradia la Tierra,
favoreciendo las zonas cercanas a la línea ecuatorial. No por nada el Perú es
conocido como el país del Sol y los incas lo llamaron el padre Sol. ¿Por qué,
entonces, hoy en día hay gente que muere de frío, por la helada (mal llamada
friaje), la que ocurre cuando la temperatura llega a menos de 0 C? Para
comprender y contribuir con la solución del problema, veamos algo sobre la
física de la interacción de la radiación solar y la atmósfera.
La
atmósfera absorbe la radiación solar elevando su temperatura. Mientras mayor
sea la densidad del aire, mayor será la energía absorbida, y mayor será la
temperatura que alcance. Por otro lado, a mayor altitud, menor densidad del
aire. La radiación solar ingresa muy intensa a la atmósfera, pero como hay poco
aire, no se calienta mucho, y además el calor se disipa rápidamente dirección
al espacio.
En la
región alto-andina (entre 3000 y 4000 m.s.n.m), debido a la baja densidad del
aire, en pleno día soleado, la radiación “quema” la piel expuesta a la
radiación solar (lo que aumenta la probabilidad de cáncer) pero hace frío en
las habitaciones cerradas. Y en la noche llega la helada. Las regiones del Perú
en las que la gente tiene más frío dentro de las habitaciones son las mismas
que tienen la más intensa radiación solar en el exterior.
Para
sobrevivir a la helada, la gente duerme bajo 7 frazadas de lana, lo que le permite
disminuir la pérdida de calor liberado por el cuerpo mismo. Muchos duermen en
el suelo sobre pellejos de oveja. Pero todo tiene un límite. Si las
temperaturas bajan demasiado en la madrugada con las frazadas no es suficiente.
El
conocimiento científico y tecnológico puede permitir que se use la energía que
entrega el Sol para vivir a temperaturas agradables en todos los ambientes. La
física tiene los elementos básicos para diseñar las llamadas casas térmicas.
Simplificando la descripción del proceso, se trata de contar con un ambiente
que durante el día absorba la energía para elevar la temperatura del aire e
impedir pérdida de calor en la noche. Se aplica el llamado fenómeno
invernadero, responsable del cambio climático.
Una
habitación ya construida puede mejorar su temperatura nocturna haciéndole
ventanas en los techos con material transparente, de modo a que caliente el
aire en el día. Debe tener ventanas de aislante térmico para cerrarlas en las
noches y evitar la pérdida de calor.
También
se puede construir habitaciones invernadero colindante a la vivienda. Se
practica orificios en la parte superior e inferior de la pared separadora. Como
el aire caliente sube, éste pasará por la parte superior a la vivienda y
regresará por la parte inferior. En la noche se cierra los orificios y la
habitación tendrá mayor temperatura que antes de construir este sistema.
Es
también necesario que el dormitorio sea construido con material aislante
térmico. Las características socioeconómicas de las poblaciones alto-andinas
obligan a pensar en materiales buenos y baratos.El adobe, las tejas y la paja
son aislantes térmicos aceptables que cumplen con esas características.
Una casa
de adobe, techo de paja y su invernadero sería la ideal. El extremo opuesto
serían casas con techo de calamina, las que desafortunadamente existen aún en
algunas zonas del Perú. Hasta hace algún tiempo veíamos escuelas con techos de
calamina, las que además se hacían inadecuados en tiempos de lluvia. El ruido
generado no permitía el dictado de clases.
Los pisos
tienen que ser de material aislante térmico, como la madera. Esta madera debe
estar colocada sobre piedras para evitar que se moje con la humedad del suelo.
En lugar de piedra puede ser cualquier otro material que impida el paso de la
humedad a la madera.
Las
ventanas deben ser de material aislante térmico y encajar bien de modo que no
se pierda calor. No debe haber orificios en las ventanas. Techos de material
aislante. En suma, una habitación sellada.
Por otro
lado, el problema no solo es el frío, también lo es la vestimenta de material
sintético que ha invadido la zona alto-andina. En los años 60 todos tenían ropa
de lana de oveja o de alpaca. Hoy tienen ropa cara y que no abriga.
Se agrega
a eso la comida chatarra que reemplaza a los productos naturales que ayudaban a
sobrevivir a las inclemencias del clima.
Pero la
radiación solar también sirve para calentar agua en termas solares, compuestas
de tubos de plástico negro colocados en serpentín, agua que va a subir
naturalmente hacia un tanque colocado más alto, tal como ocurre con las termas
eléctricas. Así se contará con agua caliente para el baño saludable. El diseño
dependerá del tamaño de la casa. Incluso en ciudades costeras las termas
solares en el mediano plazo resultan más rentables que las termas eléctricas.
En Puno se tiene un sistema de termas solares que diariamente calientan 10 000
litros de agua. En Arequipa hay un sistema de 18 000 litros.
También
se construye sistemas de secado de frutos con radiación solar. Estos sistemas ahorran
espacio, en la medida que son verticales y permiten el calentamiento de aire
que circula entre los frutos. También hay sistemas con forma del clásico
invernadero, ambientes que dejan pasar la luz para calentar el aire interior
donde se almacenan los frutos.
La
Universidad Nacional de Ingeniería empezó a preocuparse de este tema desde los
años 70, formando un equipo liderado por el físico Manfred Horn y el ingeniero
Rafael Espinoza. Se formó el Centro de Energías Renovables (CER). El CER ha
diseñado casas con un costo de entre 10 000 y 15 000 soles. El CER ha hecho
prototipos que los han puesto a disposición del gobierno regional de
Huancavelica y del Ministerio de Vivienda. La incapacidad de gestión del
Gobierno no permite que esta tecnología apropiada se difunda en el Perú y no se
vuelva a escuchar de muertes por helada.
El CER
sigue investigando mejores usos de la energía solar, tanto para casas térmicas
y termas solares, como para sistemas fotovoltaicos para proveer de energía
eléctrica a esas comunidades aisladas de la red eléctrica nacional. El CER
constituye entonces la entidad que nos acerca cada vez del padre Sol.
....
¿CÓMO SE APROVECHA EL CALOR DEL SOL?
La tecnología de la pared caliente con
el techo falso, las puertas y ventanas selladas, está
pensada específicamente para las viviendas rurales altoandinas que están
expuestas a muy bajas temperaturas, sobre todo durante el invierno y en los
episodios que los medios llaman “friajes” o “heladas”.
…..
Mediante la pared caliente o muro
trombe, que es una estructura tipo de invernadero –semejante a las usadas para
el cultivo de hortalizas– que se coloca al exterior de la vivienda, adosada a
las paredes de las casas para transferir calor al interior, mediante la
circulación del aire calentado por el sol a través de tubos de material
plástico insertados en las partes inferior y superior de la pared. El sistema
cuenta con una pared pintada de negro dentro de la estructura exterior, y el
piso con piedras de canto rodado también pintadas de negro, para que absorban
el calor del sol y calienten el aire. De esta manera, se logra que cuando la
familia se retira a descansar la temperatura dentro de la casa sea hasta 10° C
más alta que la del ambiente externo; hemos llegado hasta 26°C.
…
El Grupo de Apoyo al Sector
Rural (Grupo PUCP) es una unidad operativa del Departamento de Ingeniería de la
Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Miguel Hadzich, Profesor
Principal del Departamento de Ingeniería es el coordinador del GRUPO PUCP, que desarrolló
el proyecto K’oñichuyahuasi
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