Instalador de Sistemas Para Calentamiento de Agua Por Energia Solar Termica

Instalador de Sistemas para Calentamiento

de Agua por Energía Solar Térmica

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Profesor: Téc.Sup. Quiroga, German A. (15)5421-0471 [email protected]

Competencias

El objetivo del curso apunta a la instalación de componentes de conjuntos para calentamiento de agua que ya existen en el mercado, recomendamos la construcción un colector mediante la utilización de materiales de uso común y de fácil adquisición, pasando por alto la etapa de proyecto y cálculo de dicho elemento de manera que el dimensionamiento llegue a los alumnos totalmente definido Propósito Clave: Realizar el cálculo, montaje, puesta en servicio y mantenimiento de instalaciones solares para calentamiento de agua, con la calidad y seguridad requeridas Instalar colector: Es la persona que realiza las siguientes actividades. Realiza el traslado y ubicación de los materiales y equipos sin deterioro de los mismos, con los medios de transporte y elevación requeridos y en condiciones de seguridad. Realiza la demarcación y ubicación de los soportes de acuerdo a la documentación técnica, aplicando siempre criterios de calidad y normas de seguridad e higiene. Coloca soportes y anclajes adecuados a los esfuerzos previsibles a soportar. Coloca los colectores con la orientación, distancia e inclinación adecuada y conectados según las especificaciones técnicas. Instalar tanque cisterna: Es la persona que realiza las siguientes actividades. Ubica y demarca la posición del tanque cisterna y las cañerías de alimentación y montantes en las superficies de soporte. Monta y conecta tanque cisterna con la ubicación y posicionamiento acordes a la zona geográfica, según las especificaciones técnicas. Realiza e instala las cañerías comunicantes entre colectores y tanques. Tender caños para la provisión de agua: Es la persona que realiza las siguientes actividades. Realiza canaletas y zanjas para pasaje de cañerías. Mide y corta caños en diversos materiales. Conexiona tramos de caños para provisión de agua. Instala montantes. Realiza pruebas de hermeticidad y las correspondientes reparaciones si existieran. Aplica materiales aislantes sobre colectores, tanque y elementos de la instalación. Calcular sistema calentador de agua.: Es la persona que realiza las siguientes actividades. Calcula demanda de energía. Define el tipo y número de colectores de acuerdo a la zona geográfica y la cobertura solar. Dimensiona el tanque cisterna Define el tipo y características de las cañerías. Calcula el diámetro de los caños de agua. Los instaladores de Sistemas para Calentamiento de Agua por Energía Solar Térmica instalan y mantienen equipos calentadores de agua y las cañerías correspondientes a consumos domésticos, comerciales, industriales y rurales. Sus tareas incluyen las siguientes calcula consumos de agua, calcula dimensiones de colectores y absorbedores , selecciona sistemas de calentamiento de agua , selecciona componentes estándares para el tipo de sistema seleccionado, realiza canaletas y zanjeo para pasaje de cañerías, mide y corta caños mediante distintas técnicas y diversos materiales, conexiona tramos de caño para provisión de agua mediante distintas técnicas operativas, realiza pruebas de hermeticidad y las correspondientes reparaciones si existieran, aplica distintas técnicas y materiales de aislación en cañerías y elementos componentes, valora la importancia de la aplicación de las normas de seguridad e higiene ,propias de la ocupación , en cuanto a seguridad personal y a la de sus compañeros de tareas



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Temario

1. introducción 2. Concepto de temperatura y cantidad de calor 3. Captación de la energía solar 4. Materiales de mayor conductividad térmica 5. Materiales aislantes 6. Tipos de colectores 7. Componentes de los colectores, absorbedores ,chasis 8. Características comerciales-Realidad del mercado 9. Secuencia de instalación 10. Conceptos determinantes de la ubicación y posicionamiento del colector-La altura solar y el Azimut 11. Principio de funcionamiento del colector, efecto invernadero 12. Tipos de tanque, componentes, características, comerciales, realidad del mercado ,secuencia de instalación 13. Conceptos determinantes de la ubicación y posicionamiento del tanque 14. Características técnicas de las cañerías comunicantes entre colectores y tanques. Materiales y accesorios

utilizados 15. Métodos de unión entre accesorios y caños. 16. Concepto de longitud, superficies y volúmenes. Unidades de medidas. Proceso de cálculo de superficies y

volúmenes de figuras y cuerpos regulares 17. Unidades de cantidad de calor y temperatura 18. Calculo de consumos de agua caliente. Conceptos a tener en cuenta para el dimensionamiento de los

sistemas de calentamiento 19. Construcción de un Horno Solar 20. Apartado especial de Anexos al curso.



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Introducción



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Los colectores solares, cumplen con tres funciones principales:

La captación, es decir, la conversión de la radiación solar en calor, el almacenamiento y la distribución, haciendo

que se pueda disponer del calor en los lugares y momentos en que se requiera.

El colector plano de temperatura media con protección de vidrio tiene una superficie de absorción plana, cuyo

funcionamiento se basa en el principio invernadero (trampa de calor). Estos colectores están formados por un

bastidor (plástico, metal o madera), un vidrio transparente, la superficie absorbente (selectiva o no), el

aislamiento y un medio portador del calor (aire, agua, aceite, mezcla de agua y glicol, etc.). Un buen colector

plano para temperaturas de hasta 100ºC., debe tener las siguientes propiedades:

Debe poder montarse fijo integrado en una estructura de edificación. Los materiales empleados para el

aislamiento y el colector mismo deben tener una inercia térmica (que es la propiedad que indica la cantidad de

calor que puede conservar un cuerpo y la velocidad con que la cede o absorbe del entorno) lo más baja posible,

para que con una acción muy corta de las radiaciones solares, se alcance lo más rápidamente posible la

temperatura de servicio del colector. La cara frontal del aislamiento térmico tiene que ser resistente contra

todas las acciones atmosféricas. El rendimiento de un colector puede aumentarse por medio de un tratamiento

especial de los vidrios y de la superficie de absorción. Las dimensiones necesarias para la superficie colectora

dependen de la cantidad de calor que se necesita, de las características del propio colector y del edificio y de

donde estará situada la instalación, geográfica y climáticamente.

Los problemas más importantes que puedan presentarse en los colectores solares son los siguientes:

Sobrecalentamiento y rotura, peligro de heladas, corrosión, fugas, suciedad.

Algunos de los factores fundamentales a tener en consideración para su ubicación y posicionamiento:

La energía solar llega a los colectores, la inclinación y orientación del colector es crucial para captar esta energía.

Deben estar inclinados al ángulo apropiado, para que capten el máximo de energía durante los meses con menos

horas de sol o según la necesidad de energía que el proyecto requiera. La ubicación de los colectores se resuelve

teniendo en cuenta la ubicación geográfica de la construcción, su diseño y la interferencia de sombras

proyectadas. Los colectores se deben situar en o cerca del edificio, en la forma más atractiva, económica y

efectiva posible, debiendo integrarse a muchos estilos constructivos y al paisaje. Se deben orientar en la

dirección correcta de manera que reciban la luz del sol durante la mayor parte del día, optimizando su

rendimiento.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es la energía solar térmica?

La energía solar térmica consiste en el aprovechamiento del calor solar mediante el uso de colectores o paneles solares térmicos. ¿Para qué sirve la energía solar térmica? Las aplicaciones más extendidas de esta tecnología son la obtención de agua caliente sanitaria (ACS), la calefacción por suelo radiante y el precalentamiento de agua para procesos industriales. Otras aplicaciones extendidas son el calentamiento de agua para piscinas cubiertas o a la intemperie y la obtención de frío para climatización.



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¿Cómo funcionan los sistemas solares para producir agua caliente sanitaria (ACS)? Básicamente, un sistema solar para producción de agua caliente sanitaria se compone de un colector o panel solar y un depósito de almacenamiento de agua. El funcionamiento es bien sencillo: el agua del depósito se hace circular por el panel donde es calentada por la radiación solar que incide sobre el mismo. ¿Por qué motivo podría interesarme instalar un sistema de energía solar térmica en casa? Instalando un sistema de energía solar térmica en su casa usted ahorrará dinero. ¿Qué otros beneficios tiene instalar energía solar térmica para ACS? Además del ahorro de combustible y por lo tanto económico, el uso de la energía solar térmica tiene las siguientes

ventajas:

Nos inmuniza en gran medida de las constantes subidas del gas y la electricidad. Permite reducir la emisión de gases productores de efecto invernadero, causantes del calentamiento global. Al reducir las emisiones de contaminantes, contribuye a una mayor limpieza del aire y a prevenir

enfermedades respiratorias. Reduce la dependencia energética del estado respecto a terceros países. Genera empleo y contribuye a dinamizar la economía. Aporta valor añadido a la vivienda, pudiendo servir de argumento de venta y mejorando nuestra imagen

pública. El coste diferencial de la instalación se amortiza a medio plazo.

¿Cuánto cuesta un sistema de energía solar térmica? Lógicamente dependerá de las características del sistema y de la región en la que nos encontremos. Orientativamente una empresa especializada puede cobrar entre………………………………………… por m2 de panel instalado para un sistema para ACS. ¿En cuánto tiempo se recupera la inversión? El periodo de recuperación de la inversión dependerá principalmente de la zona geográfica, del tamaño de la instalación y de la fuente de energía a la que estamos sustituyendo. A falta de un estudio más concreto, podemos considerar un tiempo medio de 5 años para la recuperación de la inversión. No obstante, la tendencia del precio de la electricidad y del gas es al alza por lo que los tiempos de recuperación de la inversión serán cada vez menores. ¿Y cuál es la vida útil de la instalación? La vida útil de una instalación de energía solar térmica para obtención de agua caliente sanitaria se estima en 20 años. Entonces, ¿cuánto dinero puedo ahorrar? Mediante el uso de la energía solar para la obtención de agua caliente sanitaria podemos ahorrar aproximadamente un 75% de la energía convencional que actualmente consumimos. ¿Y qué ocurre de noche? ¿No tendré agua caliente? ¡Sí claro! El agua se mantiene caliente gracias a que el depósito está aislado térmicamente. Digamos que el sistema es capaz de almacenar el calor durante la noche. ¿Calientan las placas con nubes o con lluvia? Con la lluvia se limpian las placas, con las nubes las placas calientan mucho menos que con el sol, aunque algo llegan

a aportar.

¿Y si está nublado varios días seguidos?

Los sistemas de ACS necesitan siempre una fuente de energía auxiliar (o de apoyo) para completar el trabajo de la energía solar, en el caso de varios días nublados tendríamos agua caliente gracias a dicha fuente auxiliar.



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Entonces, además del sistema solar, ¿es necesario contar con un sistema convencional de apoyo? Si quiere cubrir la demanda de agua caliente sanitaria durante todo el año, deberá disponer de un sistema convencional de apoyo (electricidad, gas,...).Aquí el problema radica en que la época de mayor demanda de agua caliente (el invierno), coincide con la temporada de menor radiación solar. Para no sobredimensionar la instalación solar, se dispone de un sistema de energía auxiliar o de apoyo para suplir ese déficit energético en los meses más fríos. Para el resto del año, el sistema convencional funcionará en momentos puntuales. ¿Qué energía de apoyo se usa normalmente? Las más usadas son la electricidad y el gas para ACS. ¿Y si no puedo prescindir de la electricidad, para que poner los paneles? Si la instalación está bien diseñada, el sistema de apoyo sólo entrará en los meses más fríos. Incluso en estos meses más fríos, el sol aportará buena parte de la energía necesaria y el resto lo aportará el sistema de apoyo por lo que el consumo de gas se reducirá notablemente. El sol aportará aproximadamente el 75% de la energía que usted necesita para calentar agua. He oído que en verano el agua sale tan caliente que puede quemar. ¿Es esto cierto? No si la instalación está bien diseñada. En verano el sol luce más horas y con más fuerza y, por otro lado, las

necesidades de energía para calentar el agua disminuyen ya que usamos menos agua caliente y la temperatura del

agua de la red es más alta. Esta situación puede llevar a que, en determinadas latitudes, se produzca un

sobrecalentamiento del agua acumulada en nuestro sistema .Para evitar quemaduras debemos contar con un

mezclador termostático que mezcle agua fría para conseguir una temperatura en los grifos de agua caliente de 50-

55ºC.Así mismo, y en función de la superficie de paneles que tengamos, debemos disponer de otros sistemas de

seguridad para evitar o disipar el exceso de producción en los días muy soleados:

Centralita de control con circulación nocturna. (Usamos los paneles para disipar calor por la noche) Tapado parcial del campo de captadores. Calentamiento de piscina.

¿Es cierto que con los paneles también puedo generar electricidad? Los captadores de energía solar térmica sólo sirven para calentar agua y, por lo tanto, no generan electricidad. No obstante, existe otro tipo de tecnología que aprovecha la radiación solar transformándola en energía eléctrica: se trata de la energía solar fotovoltaica. Como conclusión podemos decir que existen dos tipos de paneles solares: los térmicos (que sirven para calentar agua) y los fotovoltaicos (que generan electricidad). ¿Y qué ocurre con las heladas? ¿Pueden dañar mis paneles? Si existe riesgo de heladas, es necesario añadir una proporción de anticongelante al fluido térmico que circula por el

colector. Como anticongelante se usan productos químicos no tóxicos (habitualmente propilenglicol o etilenglicol) en

una proporción tal que el fluido no se congele a una temperatura 5 ºC por debajo de la mínima temperatura

histórica registrada en el lugar. Se podrá utilizar otro sistema de protección contra heladas como puede ser parar y

vaciar la instalación o la recirculación forzada en el circuito colector.

Me han dicho que hay unas nuevas placas de vacío que rinden mucho más que las placas de toda la vida,

¿es esto cierto?

Efectivamente existen colectores de tubos de vacío aunque es falso que sea una nueva tecnología. Estos colectores presentan un mejor rendimiento lo que los hace especialmente apropiados para otras latitudes más s o aplicaciones más exigentes como la calefacción a temperaturas más elevadas, etc.



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Pero entonces, ¿existen distintos tipos de paneles solares térmicos? Sí, existen distintos tipos de captadores solares térmicos. Los más usados en aplicaciones domésticas son los

captadores solares planos, los captadores con tubos de vacío y los captadores de polipropileno.

La elección de uno u otro tipo de panel vendrá condicionada por la aplicación a la que se destinen: De esta manera, los captadores de polipropileno se utilizan principalmente para calentar el agua de piscinas a la intemperie. Estos colectores no tienen cubierta de vidrio y son de material plástico por lo que resulta una alternativa muy económica para aumentar la temperatura de nuestra piscina. Los captadores con tubos de vacío o “heat pipe” son más caros pero tienen un mayor rendimiento pudiendo alcanzar mayores temperaturas. Esto los hace adecuados para aplicaciones más exigentes o climas más severos. Por último, los colectores planos son los más utilizados en aplicaciones domésticas debido a su precio y a su demostrada eficacia.

¿Es viable la instalación de colectores solares planos para ACS en cualquier vivienda? No siempre. Necesitamos que los colectores puedan tener una orientación al norte. Para conseguir un aporte solar significativo, en concordancia con la inversión realizada y la eficiencia energética, no podemos colocar colectores solares planos en las vertientes sur, este u oeste. En tejados que estén significativamente desviados del norte, se puede corregir dicha desviación mediante estructuras metálicas de sujeción de los paneles. Otra posible solución para malas orientaciones, utilizando integración arquitectónica, supondría usar colectores de vacío (más caros) o calcular una configuración de paneles en serie. Podemos concluir que, si no se dispone de una buena orientación al norte, la instalación de sistemas de energía solar con colectores de placa plana puede resultar inviable. Además de los paneles ¿qué equipos se utilizan en una instalación solar térmica para producción de agua caliente sanitaria?

Además de los paneles solares, encargados de captar el calor solar y transferirlo al fluido que circula por ellos, la instalación se compone de:

Sistema de acumulación constituido por uno o varios depósitos que almacenan el agua caliente hasta que se precisa su uso. Circuito hidráulico constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc. que se encarga de establecer el movimiento del fluido caliente hasta el sistema de acumulación desde los captadores hasta la acumulación. Sistema de intercambio que realiza la transferencia de calor captado en los paneles al agua de consumo almacenada en los depósitos de acumulación. Sistema de regulación y control que se encarga por un lado de asegurar el correcto funcionamiento del equipo para proporcionar la máxima energía solar térmica posible y, por otro, actúa como protección frente a la acción de múltiples factores como sobrecalentamientos del sistema, riesgos de congelaciones, etc. Equipo de energía convencional auxiliar (o de apoyo) que se utiliza para complementar la contribución solar suministrando la energía necesaria para cubrir la demanda prevista, garantizando la continuidad del suministro de agua caliente en los casos de escasa radiación solar o demanda superior al previsto.

¿Puedo calentar mi piscina todo el año sólo con placas solares? No todo el año. En piscinas descubiertas y en el mejor de los casos, conseguiremos prolongar la temporada de baño. ¿Es viable el uso de la energía solar para calefacción? Sí, de hecho una de las aplicaciones más extendidas de la energía solar es el apoyo a la calefacción. ¿Qué sistema de calefacción funciona mejor con la energía solar? El suelo radiante. Con el sistema de calefacción por suelo radiante se obtienen mejores aportaciones solares que con

otros sistemas debido a que se trabaja a menores temperaturas.



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Concepto de temperatura y cantidad de calor

Que es el calor, cantidad de calor y medida calor especifico

Calorimetría:

Estudio de las medidas de las cantidades de calor. En calorimetría las proposiciones que cumplen con el principio

de conservación de la energía son:

- Cuando dos cuerpos intercambian calor, la cantidad recibida por uno es igual a la cantidad cedida por el otro.

- El calor pasa espontáneamente del cuerpo de temperatura más alta al de temperatura más baja, hasta lograr el

equilibrio térmico, si es sistema está aislado.

- La cantidad de calor recibida por un cuerpo durante una transformación es igual a la cantidad de calor cedida para

la transformación inversa.

¿Qué es Calor?

El calor es una forma de energía. Toda la materia está formada por átomos o moléculas en constante movimiento.

A causa de ese movimiento las moléculas y átomos tienen energía cinética. La energía cinética promedio de esas

partículas influye en que tan caliente este algo. Desde el punto de vista de la física, calentar una cosa significa hacer

que sus moléculas se muevan (vibren) más rápido. Si le damos un martillazo con fuerza a una moneda, se

calentara, porque aumenta el movimiento de los átomos del metal.

Calor es el nombre de una de las formas que puede adoptar la energía. Hasta el siglo 19 se consideraba que el calor

era un material sin peso. De acuerdo con la concepción actual, el calor es la Energía Cinética de las partículas

Atómicas. Ésta está formada, por ejemplo, en el caso de los cristales, por las agitaciones de los átomos de su red

Cristalina. El calor es una forma de energía almacenada en los cuerpos, que es función del estado de vibración de

sus moléculas y del tipo de estructura que lo forma. La fuerza directriz que lo hace pasar de un cuerpo a otro, es la

diferencia de temperatura entre ellos.

Cantidad de Calor y medida:

Si se agita un recipiente con agua, se puede comprobar con un termómetro muy sensible, que se produce un

Aumento de temperatura. Este cambio se interpreta como un aumento de la energía Cinética de las moléculas a

Causa de su mayor agitación. Se ha hecho un trabajo sobre el sistema que incide en el aumento de energía

Interna haciendo que las moléculas se muevan con mayor rapidez, lo cual se traduce en una mayor

Temperatura del sistema.

La temperatura es una magnitud proporcional a la energía media de las moléculas, es entonces, independiente

Del número de ellas y por ende de la masa del sistema. La cantidad de calor depende de las energías de todas

Las moléculas, se debe por consiguiente, a la masa del sistema.

Una unidad de calor muy usada es la Caloría. Es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de

Un gramo de agua desde 14,5 grados centígrados hasta 15,5 grados centígrados. Se especifica este intervalo

Porque la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura en 1 grado centígrado depende, precisamente,

De esta. Se necesita diferente cantidad de calor para llevar un gramo de agua desde 10 grados centígrados,

Hasta 11 grados centígrados que desde 50 grados centígrados hasta 51 grados centígrados. Las sustancias

Difieren, unas de otras, en la cantidad de calor que necesitan para elevar, la unidad de masa, en un mismo

Intervalo de temperatura.



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Calor Específico de un cuerpo (c):

Es la energía térmica necesaria para efectuar el cambio de fase de una sustancia, a temperatura constante. Es una

magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor. Las

sustancias tienen diferentes capacidades de energía interna. Se mide en Kcal/Kg. °C

El calor específico del agua vale 1 Kcal/Kg. °C.

El del hierro vale 0,1 Kcal/Kg. °C.

Eso quiere decir que es 10 veces más difícil calentar agua que hierro. (Hay que entregar 10 veces más energía)

.Igualmente, el agua hirviendo, va tardar más en enfriarse que un pedazo de hierro.

También se denomina al calor específico, inercia térmica (relacionar con la definición de inercia en Dinámica)

Cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de la sustancia para elevar su temperatura en

Un grado. Se definen calores específicos a presión constante y a volumen constante, representados ambos por

Cp. y C.V., dependientes ambos de la temperatura. El calor específico se define como la capacidad calórica de la

unidad de masa. Y equivale también a la cantidad de calor que es necesario suministrar a la unidad de masa de una

sustancia para elevar su temperatura en un grado. El calor específico se presenta por la letra C.

C = C = Q (T2 − T1)

Capacidad calorífica (C):

Depende de la cantidad de masa. La relación con el calor específico es la siguiente: C = c. m

De las anteriores relaciones se infiere que la cantidad de masa de una sustancia, aumenta su capacidad calorífica ya

que aumenta la inercia térmica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura.

Cantidad de calor recibido o calor entregado:

Es la cantidad de calor que recibe un cuerpo al ser calentado. Mide la energía transmitida como consecuencia de la

diferencia de temperatura.

Q = c. m (Tf - Ti)

Q = calor recibido o entregado. Si Q da (-) el cuerpo entregó calor. (Se enfrió).

C = calor especifico (dato)

M = masa del objeto

Tf = temperatura final

Ti = temperatura inicial

Esta fórmula solo sirve mientras la sustancia no cambia de estado

Concepto de temperatura y cantidad de calor

El Universo está hecho de materia y energía. La materia está compuesta de átomos y moléculas (que son grupos de

átomos) y la energía hace que los átomos y las moléculas estén en constante movimiento - rotando alrededor de sí

mismas, vibrando o chocándose unas con otras. El movimiento de los átomos y moléculas crea una forma de

energía llamada calor o energía térmica, que está presente en todo tipo de materia. Incluso en los vacíos más frío

de espacio hay materia que posee calor, muy pequeño pero medible.

Resumen:

El calor es la energía que tiene un objeto debida al movimiento de sus átomos y moléculas que están

constantemente vibrando, moviéndose y chocando unas con otras. Cuando añadimos energía a un objeto, sus



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átomos y moléculas se mueven más deprisa, incrementando su energía de movimiento o calor. Incluso los objetos

más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo.

La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos

en su movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no

depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un cazo de agua hirviendo es la misma que la temperatura

de una olla de agua hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de

moléculas de agua más que el cazo.

La temperatura es una medida de la energía media de las moléculas en una sustancia y no depende del tamaño o

tipo del objeto. Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamos

que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas

entre sí, pero son conceptos diferentes.

Temperatura es la cantidad que indica lo caliente o frío que esta algo respecto a una norma. La temperatura se

mide con termómetros. Generalmente en grados centígrados (º C)

También existen otras escala, en algunos países es usada la escala Fahrenheit. La escala Kelvin le asigna el 0 (cero) a

la mínima temperatura posible, es cero absoluto (-273 ° C), en la cual la sustancia no tiene ninguna energía que

ceder. El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida

de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo.

La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño

de agua puede ser la misma que la temperatura de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene

más agua y por lo tanto más energía térmica total.

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si

quitamos calor, la temperatura disminuye. Las temperaturas más altas tienen lugar cuando las moléculas se están

moviendo, vibrando y rotando con mayor energía. Si tomamos dos objetos que tienen la misma temperatura y los

ponemos en contacto, no habrá transferencia de energía entre ellos porque la energía media de las partículas en

cada objeto es la misma. Pero si la temperatura de uno de los objetos es más ala que la otra, habrá una

transferencia de energía del objeto más caliente al objeto más frío hasta que los dos objetos alcancen la misma

temperatura. La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.

El calor puede transferirse de un lugar a otro por tres métodos diferentes: conducción en sólidos, convección en

fluidos (líquidos o gases) y radiación a través de cualquier medio transparente a ella. El método elegido en cada

caso es el que resulta más eficiente. Si hay una diferencia de temperatura el calor siempre viajará del lugar más

caliente al más frío.

Termómetros:

La mayoría de ellos trabajan por expansión o contracción de un líquido que suele ser mercurio o alcohol teñido,

dentro de un vidrio con escala.

Energía Calórica:

Al Poner una olla en el fuego, el agua se calienta. Desde el punto de vista de la física lo que sucede es que le estamos

entregando energía. Cuanto más subimos la temperatura, más energía se le entrega.

La energía calórica se define como:

Kilocaloría (1 Kcal.): Es la energía que hay que entregarle a 1 Kg. de agua para que aumente su temperatura en 1 º C

(de 14,5 a 15,5ºC).

Caloría (cal) como una unidad 1000 veces menor. Es decir, 1 cal sería la energía que hay que entregarle a 1 gramo

de agua para que aumente su temperatura en 1 º C.



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En energía mecánica la medida usada no es calorías, sino de Joule. Calorías y Joule representan energía pero medida

en diferentes unidades. La equivalencia es esta:

1 Kilo Caloría (Kcal) = 4.186 Joule

El calor es energía en tránsito. La dirección de transferencia de energía en forma de calor, siempre es del objeto más

caliente al más frío. Cuando una sustancia absorbe o emite calor, aumenta o disminuye la energía interna que hay en

ella. La transferencia de calor no depende solo de la diferencia de temperatura, sino también de la cantidad del

material.

Cambios de Fase o estado:

Las moléculas de cualquier sustancia están siempre en movimiento, cuando está en fase sólida sus moléculas

pueden moverse en levísimas traslaciones, solo vibran, así conserva su forma y volumen. Un aumento en la energía

cinética, al calentarla, logra vencer la atracción entre moléculas y el sólido se funde.

Cuando una sustancia está en fase liquida, sus moléculas pueden descolocarse cambiando de posición, se deslizan,

tiene volumen pero no forma propia.

Si lo seguimos calentando el aumento de la energía cinética hará que las moléculas escapen a través de la superficie

del líquido en la evaporación.

En su fase gaseosa las moléculas se encuentran apartadas, se mueven libremente, no tiene volumen ni forma propia.

Expansión Térmica (dilatación):

Cuando aumenta la temperatura de una sustancia sus moléculas o átomos se mueven con más rapidez y se alejan

entre sí, el resultado es la dilatación. Con muy pocas excepciones por lo general se dilatan cuando se calientan y se

contraen cuando se enfrían.

Expansión del Agua

El agua también se dilata con el calor. Pero el agua además tiene la particularidad de formar cristales hexagonales

cuando su temperatura baja hasta solidificarse. Estos cristales ordenan las moléculas de tal manera que ocupan

más volumen que estando liquidas, por lo tanto el agua se dilata también al congelarse.



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Transmisión de calor:

La transferencia de calor siempre es desde los objetos más calientes a los más fríos. Esta transferencia se da de 3

maneras: Conducción, Convección, Radiación.

CONDUCCIÓN:

La conducción tiene lugar cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. El calor fluye desde el

objeto más caliente hasta más frío, hasta que los dos objetos alcanzan a la misma temperatura. La conducción es el

transporte de calor a través de una sustancia y se produce gracias a las colisiones de las moléculas. En el lugar

donde los dos objetos se ponen en contacto, las moléculas del objeto caliente, que se mueven más deprisa,

colisionan con las del objeto frío, que se mueven más despacio. A medida que colisionan las moléculas rápidas dan

algo de su energía a las más lentas. Estas a su vez colisionan con otras moléculas en el objeto frío. Este proceso

continúa hasta que la energía del objeto caliente se extiende por el objeto frío. Algunas sustancias conducen el

calor mejor que otras. Los sólidos son mejores conductores que los líquidos y éstos mejor que los gases. Los

metales son muy buenos conductores de calor, mientras que el aire es muy mal conductor. Puede experimentar

como el calor se transfiere por conducción siempre que toca algo que está más caliente o más frío que su piel, por

ejemplo cuando se lava las manos en agua caliente o fría. Supongamos que tenemos una barra con una punta que

está al fuego y la otra no. A través de esta barra se va a transmitir el calor. ¿Cómo se transmitirse el calor desde la

punta caliente hasta la punta fría? El calor va pasando de molécula en molécula. Es decir, al calentar una parte, las

moléculas de ese lado se ponen a vibrar más rápido. Esas moléculas van golpeando a las que tienen al lado.

En un metal los electrones libres se mueven en el material y facilitan este choque, conducen bien el calor (y la

electricidad).

Materiales como la lana, el corcho, el papel, tiene los átomos externos muy fijos y no conducen bien. Se los

denomina aislantes. El aire es muy mal conductor, y las propiedades aislantes de muchos materiales se deben a los

espacios de aire que contienen, por ejemplo, las plumas y la nieve.



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CONVECCIÓN:

En líquidos y gases la convección es usualmente la forma más eficiente de transferir calor. La convección tiene

lugar cuando áreas de fluido caliente ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando esto ocurre, el fluido frío

desciende tomando el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación en que

el calor se transfiere a las regiones frías. Puede ver como tiene lugar la convección cuando hierve agua en una olla.

Las burbujas son las regiones calientes de agua que ascienden hacia las regiones más frías de la superficie.

Probablemente usted esté familiarizado con la expresión: "el aire caliente sube y el frío baja" - que es una

descripción del fenómeno de convección en la atmósfera. El calor en este caso se transfiere por la circulación del

aire. Esta es una forma de transmisión del calor en líquidos y en gases. Si ponemos un recipiente en el fuego, el

líquido de abajo se calienta, sus moléculas se mueven con más rapidez, se vuelve menos denso, y empieza a subir.

A su vez, el líquido de arriba que está más frío al tener mayor densidad, baja. Así se crea una corriente de líquido

que se va moviendo. Se llaman corrientes de convección.

RADIACIÓN:

Tanto la conducción como la convección requieren la presencia de materia para transferir calor. La radiación es un

método de transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente y el receptor del calor. Por ejemplo,

podemos sentir el calor del Sol aunque no podemos tocarlo. El calor se puede transferir a través del espacio vacío

en forma de radiación térmica. Esta, conocida también como radiación infrarroja, es un tipo de radiación

electromagnética (o luz). La radiación es por tanto un tipo de transporte de calor que consiste en la propagación de

ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz. No se produce ningún intercambio de masa y no se

necesita ningún medio. Los objetos emiten radiación cuando electrones en niveles de energía altos caen a niveles

de energía bajos. La energía que se pierde es emitida en forma de luz o radiación electromagnética. La energía

absorbida por los átomos hace que sus electrones "salten" a niveles de energía superiores. Todos los objetos

absorben y emiten radiación. Cuando la absorción de energía está equilibrada con la emisión, la temperatura del

objeto permanece constante. Si la absorción de energía domina, la temperatura del objeto aumenta, si la emisión

domina, la temperatura disminuye. El calor puede pasar de un cuerpo a otro cuerpo distante aunque entre ellos no

exista un medio material. El modo en que el calor del sol llega a la tierra es a través de ondas y no necesitan que

haya sustancia para propagarse. La radiación puede viajar en el vacío. Cualquier cuerpo que esté caliente emite

radiación. Más caliente está, más emite. También esta radiación es absorbida por los objetos (los de color oscuro

absorben más) y puede ser reflejada. Esta radiación infrarroja es parte del espectro electromagnético.

El vacío es un excelente aislante térmico, ya que evita las perdidas por convección y conducción.

La cantidad de calor (Q) se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m), cuando su

temperatura varía en un número determinado de grados.

http://www.ipac.caltech.edu/Outreach/Edu/infrared.html

http://imagers.gsfc.nasa.gov/ems/waves.html

http://imagers.gsfc.nasa.gov/ems/waves.html



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CAPTACIÓN TÉRMICA DE LA ENERGÍA SOLAR

Se entiende por captación térmica de la energía solar al procedimiento de transformación de la energía radiante del sol en calor o energía térmica.

Radiaciones Electromagnéticas-Luz

Radiaciones electromagnéticas: Todo cuerpo a mayor temperatura que 0°K emite energía llamada electromagnética y transita el espacio a 300.000 Km/segundo. Esta energía se propaga por ondas de diferente frecuencia y longitud de onda. Un modelo aceptable para las radiaciones electromagnéticas las considera como diminutos paquetes de energía (fotones) que son emitidos por las fuentes. Características de las ondas electromagnéticas: Cuando se propagan comparten las mismas características de las además ondas. Entonces, se reflejan en superficies apropiadas y cuando pasan de un medio a otro se refractan. Además, experimentan los fenómenos de interferencia y de difracción y se pueden polarizar. Radiación Solar: El Sol, además de emitir radiación visible e infrarroja, también emite radiación ultravioleta. La atmósfera de la Tierra, principalmente la capa de ozono, filtra una buena parte de los fotones ultravioletas más energéticos. Todos los cuerpos absorben o reflejan radiaciones en cierta proporción. Un planeta como la Tierra, que no es una fuente primaria de radiación, como lo son las estrellas, devuelve al espacio un cierto porcentaje de la radiación que recibe del Sol. Evidentemente, si la Tierra está en equilibrio térmico, la energía que recibe y la que re-emite es la misma, pues de lo contrario, durante un periodo largo de tiempo, se calentaría o se enfriaría. El efecto invernadero de la Tierra aumentado por las actividades humanas está produciendo un calentamiento global del planeta. Un 30% de la energía que entra a la atmósfera proveniente del Sol es reflejada de vuelta al espacio como radiación infrarroja de mayor longitud de onda. La energía que llega al exterior de la atmósfera es una cantidad fija, llamada constante solar. Su valor es de 1.367 W/m2, lo que significa que a 1 m2 situado en la parte externa de la atmósfera, perpendicular a la línea que une la Tierra al Sol, le llegan 1400 Joule cada segundo.



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Emisión de energía radiante: Como dijimos toda sustancia que este a una temperatura mayor al 0 absoluto emite energía radiante. La frecuencia de esa emisión es directamente proporcional a la temperatura del emisor. La superficie solar tiene una temperatura muy alta y emite energía de alta frecuencia, mucha de ella en la parte visible del espectro electromagnético. La tierra en cambio emite energía radiante de menor frecuencia, la mayoría en forma de ondas infrarrojas, que son las que generan la sensación de calor. Estas radiaciones, que se emiten incluso en el vacío, es más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la luz visible (es decir, de menor frecuencia). Al elevar la temperatura no sólo aumenta la energía emitida sino que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de color de un cuerpo cuando se calienta. Todos los objetos emitimos energía radiante, en una mezcla de frecuencias. Y todos absorbemos energía también. Los buenos emisores son también buenos absorvedor. Algo pintado de color negro absorberá mejor la radiación pero también la emitirá más rápido. La energía radiante también se refleja, y un buen reflector es un mal absorvedor. Luz visible: Parte del espectro electromagnético. La luz visible ocupa un rango de longitud de onda que va desde los 390 nanómetros y los 780 nm. Fuentes de Luz: Los cuerpos que emiten luz se llaman fuentes de luz. Si la fuente produce esa luz, como el sol, se llama cuerpo luminoso o fuente primaria. Si emite la luz que recibe, como la luna se llama cuerpo luminoso o fuente secundaria. La mayoría de los objetos que vemos no emiten su propia luz. Son visibles porque re-emiten la luz que llega a su superficie desde una fuente primaria, como el sol o una lámpara, o desde una fuente secundaria como el cielo iluminado.

Propiedades de las ondas:

Cuando un haz de rayos incide sobre una superficie de separación de dos medios se pueden dar los siguientes fenómenos: -Reflexión: el haz de rayos retorna, en rayos reflejados paralelos entre sí. Esto se da cuando la superficie es plana y bien pulida. El rayo incidente y el reflejado tiene el mismo ángulo respecto a la superficie y son coplanares. -Difusión o reflexión difusa: El haz de rayos incidentes rebota también pero con ángulos diferentes entre sí. Esto se debe a la irregularidad de la superficie. -Refracción: cuando el haz de rayos pasa del primer medio al otro. Se trata de medios transparentes de diferente densidad. Y existe una diferencia entre el ángulo de incidencia y el de refracción. En el caso de las ondas luminosas: Cada sustancia tiene su índice de refracción. El Índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en otro medio transparente. La disminución de la velocidad del rayo al cambiar de medio es simultánea a su desviación. Por ejemplo, la velocidad de la luz en el diamante es de 124.120 km/seg. Conocemos que la velocidad de la luz en el vacío es de 300.000 km/segundo, por lo que dividiendo la segunda por la primera obtenemos un índice de refracción de 2,417. El índice de refracción del agua es de 1,31.



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Es la causa del titilar de las estrellas y el aire tembloroso por el calor. El índice de refracción es una constante física del medio, pero depende de la longitud de onda de la luz. El índice de refracción determina los ángulos a los que los rayos de luz se refractan al entrar y salir del medio. También gobierna cuánta luz se refleja en la superficie del medio. Cuando un rayo de luz pasa de un medio menos refringente a otro más refringente, se acerca a la normal. Cuando hace el camino inverso, se aleja. -Absorción: Los rayos no son ni reflejados ni refractados. Cuando un cuerpo no re-emite luz se dice que es opaco.

i: Rayo incidente; r: Rayo reflejado; r’: Rayo refractado Reflexión en espejo plano:

Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior). La imagen que se obtiene es: Simétrica, porque aparentemente está a la misma distancia del espejo Virtual, porque se ve como si estuviera dentro del espejo. Del mismo tamaño que el objeto. Derecha porque conserva la misma orientación que el objeto. Espejo Esférico Cóncavo:

Espejo curvo cuya superficie reflectante es la interior del casquete de una esfera. Elementos del espejo curvo Centro de curvatura del espejo: Es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete espejo. En la figura es el punto O. Eje principal: Es la recta que pasa por el centro de curvatura del espejo y por el centro de figura. Vértice: Polo del casquete del espejo. Foco: Punto medio entre O y el vértice (F = R/2). El Foco del espejo es el punto del eje principal en el que se cortan, una vez reflejados, los rayos que llegan al espejo paralelo al eje principal. Cuando la abertura de un espejo esférico se hace cada vez mayor, los rayos paralelos dirigido hacia los bordes del espejo (rayos marginales) pasan al reflejarse por puntos que se separan cada vez más del foco (rayos centrales). Esta desviación denomina aberración de esfericidad.



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Espejo Parabólico Cóncavo:

Superficie Parabólica: superficie generada al girar la parábola sobre su eje de simetría. La característica principal en la reflexión de una onda, sea de sonido o electromagnética, en una superficie parabólica, es que todos los rayos que parten del foco salen paralelos al eje de la parábola (eje de simetría); y viceversa, los rayos que incidan paralelos al eje convergerán en el foco. A diferencia de los espejos esféricos, no se produce aberración alguna en el foco de estos espejos parabólicos, a los cuales pueden darse una gran abertura. En energía solar la utilización de espejos cilindro-parabólicos busca concentrar la radiación solar en su línea focal. Las aplicaciones de esta forma geométrica son muchas. Las antenas receptoras de las señales de radio y televisión (no son espejadas, pero su superficie puede reflejar ese tipo de ondas), procedentes de los satélites de comunicación, tienen forma parabólica para, así, concentrar las débiles señales que le llegan, en el foco.

Flujo Luminoso (Φ):

Cantidad de luz emitida por una fuente. Se mide en Lúmenes. El flujo luminoso describe toda la potencia luminosa emitida por una fuente de luz. Una vela emite un flujo de 13 lúmenes; una lámpara de 100w, unos 1.250 lúmenes.

Nivel de Iluminación o Iluminancia:

Se define como el flujo luminoso por unidad de área. Lumen/m2, se mide en Lux y equivale a un lumen sobre metro cuadrado. Lux= Φ/M² Por lo tanto, Lux es la iluminación de una superficie determinada. La diferencia entre el lux y el lumen consiste en que el lux toma en cuenta la superficie sobre la que el flujo luminoso se distribuye. Distintos niveles de iluminación: La luna llena sobre la tierra aproximadamente 1 lux La camilla de un quirófano: 10.000 lux Luz solar sobre la tierra 100.000 Escritorio de oficina: 500-1000 lux Tareas muy severas con detalles minuciosos se recomiendan 1.500 a 3.000 lux Candela (Cd): Intensidad Luminosa de una fuente de luz en una determinada dirección. Rendimiento Luminoso: El rendimiento luminoso describe la eficiencia de una fuente de luz, indica cuanta potencia se transforma en luz, cuantos Watt de potencia gasto por cada lumen obtenido. η = Φ/W



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Nanómetro: Unidad de longitud que equivale a la mil millonésima parte de un metro=1x10-9 m Armstrong: 1 Å= 1x10-10m Picómetro: 1 pm = 1x10-12 m Micrómetro, o micrón: 1 μm = 1x10-6 m



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Materiales de mayor conductividad térmica

Conductividades térmicas de los materiales

La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, es baja en polímeros, y muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por ello aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacío bajo.

En algunos procesos industriales se busca maximizar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad, bien configuraciones con una gran área de contacto, o ambas cosas. Ejemplos de esto son los disipadores y los intercambiadores de calor. En otros casos el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios (ver termo-tanque), y se disponen en configuraciones con poco área de contacto.

La tabla que se muestra a continuación se refiere a la capacidad de ciertos materiales para transmitir el calor. El coeficiente de conductividad térmica(λ) caracteriza la cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. Es una propiedad intrínseca de cada material que varía en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 K con el objeto de poder comparar unos elementos con otros. Es un mecanismo molecular de transferencia de calor que ocurre por la excitación de las moléculas. Se presenta en todos los estados de la materia pero predomina en los sólidos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Metal

http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidrio

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislante_t%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADo_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Disipador

http://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Termo

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_conductividad_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Kelvin



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Materiales Aislantes Un aislante térmico es un material usado en la construcción y la industria y caracterizado por su alta resistencia

térmica. Establece una barrera al paso del calor entre dos medios que naturalmente tenderían a igualarse en

temperatura, impidiendo que entre o salga calor del sistema que nos interesa (como una vivienda o una heladera). Uno de los mejores aislantes térmicos es el vacío, en el que el calor sólo se trasmite por radiación, pero debido a la gran dificultad para obtener y mantener condiciones de vacío se emplea en muy pocas ocasiones. En la práctica se utiliza mayoritariamente aire con baja humedad, que impide el paso del calor por conducción, gracias a su baja conductividad térmica, y por radiación, gracias a un bajo coeficiente de absorción. El aire sí transmite calor por convección, lo que reduce su capacidad de aislamiento. Por esta razón se utilizan como aislamiento térmico material poroso o fibroso, capaz de inmovilizar el aire seco y confinarlo en el interior de celdillas más o menos estancas. Aunque en la mayoría de los casos el gas encerrado es aire común, en aislantes de poro cerrado (formados por burbujas no comunicadas entre sí, como en el caso del poliuretano proyectado), el gas utilizado como agente espumante es el que queda finalmente encerrado. También es posible utilizar otras combinaciones de gases distintas, pero su empleo está muy poco extendido.

Aislación térmica de los sistemas:

La aislación térmica debe ser:

De bajo coeficiente de conductividad

Precios convenientes

Colocación sencilla La Conductividad térmica se mide en W/m² :K o W/m² :C Es una propiedad física de cualquier material que mide la capacidad de conducción del calor a través del mismo. Conductividad Térmica de algunos Materiales en W/m² :K

Corcho (expandido): 0,036

Espuma de poliuretano: 0,029

Lana de vidrio: 0,036-0,040

Tipos de aislante térmico

Existen muchos tipos de aislante térmico, alguno de los cuales se ha abandonado a lo largo de la historia.

Corcho Artículo principal: Corcho. Es el material empleado desde más antiguamente para aislar. Normalmente se usa en forma de aglomerados, formando paneles. Debe de estar tratado contra el ataque por hongos, pues es un material orgánico. Su mayor ventaja es la inercia térmica que presenta.

Densidad: 110 kg/m3

Coeficiente de conductividad térmica: 0,039 W/(m·K) Celulosa Artículo principal: Celulosa Se trata de papel de periódico reciclado molido, al que se le han añadido unas sales de bórax, para darle propiedades ignífugas, insecticidas y anti fúngicas. Se insufla en las cámaras o se proyecta en húmedo. Es un potente aislante estival e invernal, y tiene también propiedades de aislamiento acústico. Su mayor ventaja es que se comporta como la madera, equilibrando puntas de temperaturas a la vez que tiene una gran capacidad térmica de almacenamiento, se comporta de forma anti cíclica durante 12 horas, manteniendo así el frescor matutino en verano durante las tardes. En invierno protege contra el frío de forma similar como lo hace la madera.

Densidad: 30-60 kg/m3

Coeficiente de conductividad térmica: 0,039 W/(m·K)

http://es.wikipedia.org/wiki/Material

http://es.wikipedia.org/wiki/Construcci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Industria

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Vivienda

http://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADo

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire

http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Corcho

http://es.wikipedia.org/wiki/Hongos

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_conductividad_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Celulosa



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Lana de roca Artículo principal: Lana de roca. La lana de roca es un material aislante térmico, incombustible e imputrescible. Este material se diferencia de otros aislantes en que es un material resistente al fuego, con un punto de fusión superior a los 1.200 °C.

Paneles de lana de roca. Las principales aplicaciones son el aislamiento de techo, tanto inclinado como plano (cubierta europea convencional, con lámina impermeabilizante auto-protegida), fachadas ventiladas, fachadas mono-capa, fachadas por el interior, particiones interiores, suelos acústicos y aislamiento de forjados. Cuando se tiene un techo de teja con machihembrado, se utiliza un fieltro sin revestimiento o bien otro con un papel kraft en una cara, lo que favorece la colocación. Además, se utiliza para la protección pasiva tanto de estructuras, como de instalaciones y penetraciones. La lana de roca se comercializa en paneles rígidos o semi-rígidos, fieltros, mantas armadas y coquillas. También es un excelente material para aislamiento acústico en construcción liviana, para suelos, techos y paredes interiores.

Densidad: 100-160 kg/m³ Coeficiente de conductividad térmica: 0,030 a 0,041 W/(m·K)

Manta Se trata de fibras de lana de roca entrelazadas. Es adecuada para aislar elementos constructivos horizontales, siempre que se coloque en la parte superior. En vertical necesita de sugestión o grapas para evitar que acabe apelmazándose en la parte inferior del elemento y en la parte inferior de un elemento horizontal descolgado. Suelen venir protegidas por papel Kraft, papel embreado, o malla metálica ligera. Paneles rígidos Se trata de paneles aglomerados con alguna resina epoxi, que da una cierta rigidez al aislante. Sirve para elementos constructivos verticales y horizontales por la parte inferior, a cambio de tener un coeficiente de conductividad ligeramente inferior al de la manta. Coquillas Son tubos pre-moldeados con distintos diámetros y espesores. Como todo buen aislante térmico, la sección debe de elegirse de modo que quede perfectamente ajustada a la superficie exterior de la conducción que se trata de aislar. Como toda lana mineral, es incombustible. La lana de roca resiste temperaturas hasta 1.000 [°C].

Lana de vidrio Artículo principal: Lana de vidrio. Cuando se tiene un techo de tejas con un machihembrado y se lo desea aislar con lana de vidrio se debe usar un producto para tal fin, que es una lana de vidrio en paneles con mayor densidad, hidrófugo e higroscópico. Cuando se tiene un techo de chapa, la línea de producto que se debe utilizar es el trasdosado con una hoja de aluminio reforzado en una cara para que actúe de resistencia mecánica, como barrera de vapor y como material refractivo. Como en el caso anterior se vende en forma de manta, de paneles aglomerados y coquillas de aislamiento de tuberías. La lana de vidrio eventualmente podría provocar ciertas reacciones alérgicas en la epidermis de personas no acostumbradas a su contacto ya sea este directo o no.

Coeficiente de conductividad térmica lana vidrio tipo I: 0,044 W/(m·ºK)

http://es.wikipedia.org/wiki/Lana_de_roca


http://es.wikipedia.org/wiki/%C2%B0C

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:LANA_ROCA.JPG

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:LANA_ROCA.JPG


http://es.wikipedia.org/wiki/Fachada

http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura

http://es.wikipedia.org/wiki/Lana_de_vidrio

http://es.wikipedia.org/wiki/Barrera_de_vapor




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Lana natural de oveja Artículo principal: Lana. Es la versión natural y ecológica de los aislamientos lanosos. A diferencia de la lana de roca o la lana de vidrio, la lana de oveja se obtiene de forma natural y no necesita de un horneado de altas temperaturas. Es muy resistente y un potente regulador de humedad, hecho que contribuye enormemente en el confort interior de los edificios. Apenas se utiliza en construcción en comparación con las lanas de vidrio o roca. Como en los casos anteriores se vende en forma de manta, de paneles aglomerados y a copos.

Coeficiente de conductividad térmica: 0,043 lana vidrio tipo I W/(m·ºK)1

Vidrio expandido Artículo principal: Vidrio expandido. Además de aislante es una barrera de vapor muy efectiva, lo que no suele ser normal en los aislantes térmicos y le hace muy adecuado para aislar puentes térmicos en la construcción, como pilares en muros de fachada. Está formado por vidrio, generalmente reciclado y sin problemas de tratar el color, puesto que no importa el color del producto, que se hace una espuma en caliente, dejando celdillas con gas encerrado, que actúan como aislante. Su rigidez le hace más adecuado que otros aislantes para poder recubrirlo de yeso. Es poco utilizado en la construcción. Poli estireno expandido (EPS) Artículo principal: Poli estireno expandido

Fragmento de poli estireno expandido. El material de espuma de poli estireno es un aislante derivado del petróleo y del gas natural, de los que se obtiene el polímero plástico estireno en forma de gránulos. Para construir un bloque se incorpora en un recipiente metálico una cierta cantidad del material que tiene relación con la densidad final del mismo y se inyecta vapor de agua que expande los gránulos hasta formar el bloque. Este se corta en placas del espesor deseado para su comercialización mediante un alambre metálico caliente. Debido a su combustibilidad se le incorporan retardantes de llama, y se le denomina difícilmente inflamable.

Posee un buen comportamiento térmico en densidades que van de 12 kg/m³ a 30 kg/m³ Tiene un coeficiente de conductividad de 0,045 a 0,034 W/(m·K=, que depende de la densidad (por regla

general, a mayor densidad menos aislamiento) Es fácilmente atacable por la radiación ultravioleta por lo cual se lo debe proteger de la luz del sol Posee una alta resistencia a la absorción de agua

Espuma celulósica El material de espuma de celulosa, posee un aceptable poder aislante térmico y es un buen absorbente acústico. Es ideal para aplicar por la parte inferior de galpones por ser un material completamente ignífugo de color blanco y por su rapidez al ser colocado. Se funde a temperaturas superiores a 45 ºC. Se utiliza poco en construcción.

Coeficiente de conductividad térmica: 0,065 a 0,056 W/(m·K)

http://es.wikipedia.org/wiki/Lana

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislante_t%C3%A9rmico#cite_note-conductividad_oveja-0

http://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio_expandido


http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_t%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno_expandido

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Styropian.JPG

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Styropian.JPG

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno_expandido

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno

http://es.wikipedia.org/wiki/Estireno

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ultravioleta

http://es.wikipedia.org/wiki/Absorbente_ac%C3%BAstico

http://es.wikipedia.org/wiki/%C2%BAC



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Espuma de polietileno

Estructura química del polietileno, a veces representada sólo como (CH2-CH2). La espuma de polietileno se caracteriza por ser económica, hidrófuga y fácil de colocar. Con respecto a su rendimiento térmico se puede decir que es de carácter medio. Su terminación es de color blanco o aluminio.

Coeficiente de conductividad térmica: 0,036 a 0,046 W/(m·K)

Film alveolar de polietileno Artículo principal: Film alveolar. De la misma manera, que la espuma de polietileno, como aislante térmico se utiliza simplemente el plástico de burbujas recubierto con el papel de aluminio. Las ventajas que tiene frente los otros aislantes son: espesor muy reducido (3-5 mm), instalación sencilla, su coste muy reducido; además es no inflamable y reciclable. Éste film se utiliza poco en construcción, y más habitualmente en equipos de aire acondicionado. Espuma de poliuretano Artículo principal: Espuma de poliuretano

Muestra de espuma de poliuretano de alta densidad. La espuma de poliuretano es conocida por ser un material aislante de muy buen rendimiento. Su aplicación se puede realizar desde la parte inferior o bien desde la parte superior. Genera a partir del punto de humeo ácido cianhídrico, extraordinariamente tóxico para las personas.

Coeficiente de conductividad térmica: 0,023 W/(m·K)

Espuma elastomérica Es un aislante con un excelente rendimiento en baja y media temperatura y de fácil instalación, reduciendo al máximo los costos de mano de obra. Posee en su estructura una barrera de vapor y un comportamiento totalmente ignífugo. Es fácilmente atacable por la radiación ultravioleta por lo cual se lo debe proteger de la luz del sol.

Coeficiente de conductividad: 0,030 kcal/h·m·°C Temperatura de trabajo óptima: -40 a 115 °C

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polietileno.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polietileno.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Polietileno

http://es.wikipedia.org/wiki/Film_alveolar

http://es.wikipedia.org/wiki/Espuma_de_poliuretano

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Padding_back.JPG

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Padding_back.JPG

http://es.wikipedia.org/wiki/Poliuretano

http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_humeo



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Aislantes en Arquitectura

El ahorro en calefacción o refrigeración de una vivienda puede llegar a ser del 50%.

Un edificio provisto de un buen aislamiento puede impedir o disminuir hasta un 50 % la pérdida de calor o frío que

se produce cuando carece de él, con lo que el ahorro en calefacción o refrigeración puede llegar a ser del 50% (en

facturas de luz, gas o gasoil). . Además, contribuimos en la medida de lo posible a evitar el cambio climático

utilizando materiales naturales; que como veremos a continuación, no son peores aislantes que los sintéticos, sino

mucho mejores por las cualidades específicas de cada uno de ellos. Las grandes empresas fabricantes de aislantes

derivados del petróleo, cuentan con que el consumidor está directamente de su parte por el típico “lo pone todo el

mundo” y “si está en el mercado será inocuo”. Pero esto puede no ser así, y si no basta mirar a nuestro alrededor

para ver lo cerca que estamos de algún edificio con placas de uralita, las cuales estaban fabricadas con amianto,

material altamente cancerígeno, y en la actualidad ya prohibido. El gremio de la construcción es muy conservador y

para nosotros es difícil ir contra corriente; tal es así que, a veces, colocamos poli estireno extruido en placas, que aun

siendo un material sintético, puede evitar a largo plazo el vertido a la atmosfera de toneladas de CO2. Para intentar

fomentar el uso de materiales naturales es que hemos creado esta sección. Intentamos desde aquí conocer las

ventajas de uno frente a otro material aislante, para que sepamos cual debemos colocar en nuestra obra. Para

demostrar que, "el que lo ponga todo el mundo", no es una buena forma de decidirse por un aislante u otro,

tenemos el valor de la conductividad térmica (λ), que expresa la capacidad de conducir el calor de una sustancia. Se

mide en watt / metro × kelvin (W/ (m·K)). Cuanto más bajo sea este valor, menor conductividad térmica presentará

ese elemento y por lo tanto mejor aislará térmicamente.

Veamos la siguiente tabla con materiales más utilizados en construcción (rojo) y productos naturales y/o

bioclimáticos (verde); tenga en cuenta que los valores son aproximados, ya que de unos fabricantes a otros estos

valores pueden cambiar. Podrá comprobar que, los valores de conductividad térmica entre los materiales

tradicionales y los naturales son prácticamente inapreciables, pero a cambio, los materiales naturales tienen otras

ventajas como propiedades acústicas a la vez que aislantes, o que son en sí mismos reguladores de humedad en el

hogar. De ahora en adelante piense que los productos naturales o bioclimáticos, le ofrecen un 3 x 1, ya que por un

lado cumplen perfectamente su cometido como un buen aislante térmico, son en general un buen aislante acústico,

y respetan el medio ambiente.



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Nombre del material conductividad térmica

(λ) Otras características

Chapa ondulada de hierro galvanizado

8.61 Son demasiado caras y aun siendo reutilizadas no merece la pena su instalación por su conductividad térmica.

Hormigón armado de 10 cm de espesor

3.46 También es un buen conductor de las humedades y tiene un elevado coste

Placa de fibrocemento ondulada ( conocida como uralita)

2.65 Las antiguas son altamente tóxicas por contener amianto

Estructura de madera (depende de la clase)

0.12 - 0.07 Aporta calidez, belleza, aromas y agradable sensación acústica en interiores

Placa de onduline bajo teja

0,04 Al ser impermeable y no transpirable puede producir condensaciones

Bloque de termo arcilla (19 cm)

0,78 Material cerámico. Colocación rápida. Buena transpiración

Bloque de Cannabric (14,5 cm)

0,048 Composición vegetal-mineral 100% natural secado al aire. Alto confort térmico y acústico del material. Permite además la transpiración equilibrando la humedad ambiental

Lana de roca 0,042 Puede producir irritabilidad en las vías respiratorias al colocarlo. Utilización elevada de recursos en su fabricación. Cualidades acústicas

Lana de vidrio 0,044 Puede producir irritabilidad en las vías respiratorias al colocarlo. Utilización elevada de recursos en su fabricación. Cualidades acústicas

Placas de poli estireno expandido

0,032 Derivado del petróleo

Poliuretano proyectado 0,024 Derivado del petróleo. Impide la respiración natural del edificio, produciendo condensaciones y humedades.

Espuma de polietileno 0,040 Derivado del petróleo

Corcho natural 0,041 Producto natural que respeta el medio ambiente. Posee una gran ligereza y es uno de los mejores aislantes acústicos. Regulador de la humedad un +/-10%. Incombustible

Placas de fibra de madera

0,045 Producto natural procedente de silvicultura. Propiedades aislantes acústicas

Placas de fibra de cáñamo

0,040 Producto natural procedente de plantas de crecimiento rápido. Propiedades aislantes acústicas

Placas/rollo de fibra de lino

0,037 Producto natural procedente de plantas de crecimiento rápido. Propiedades aislantes acústicas

Paneles de celulosa reciclada

0,039 Permite absorber hasta un 17% de humedad sin perder sus propiedades aislantes. La densidad del producto, asegura un aislamiento acústico superior al de la lana de roca.

Lana de oveja en rollos 100% natural

0,042

Su capacidad higroscópica permite absorber hasta un 33% de humedad sin perder sus propiedades aislantes. Material ligero. La densidad del producto, asegura un aislamiento acústico similar al de la lana de roca. Incombustible. Tratado con sales bóricas.



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Tipos de colectores solares

Instalaciones Solares Térmicas Los sistemas de energía solar térmica transforman la radiación solar en energía calorífica a diversas temperaturas. Sistemas Pasivos: Es aquella que no requiere ningún elemento mecánico para captar la energía solar. El aprovechamiento energético se hace con sistemas pasivos utilizados en arquitectura bioclimática para maximizar la ganancia en energía solar con el diseño adecuado de edificios. Los sistemas activos: utilizan la energía solar para el calentamiento de agua o bien otro fluido calo-portador.

La finalidad de los colectores solares es calentar agua o algún fluido a partir de la radiación solar. Este objetivo se

puede conseguir de diferentes maneras. Según la aplicación del agua o fluido que se quiera calentar existen métodos

adecuados para cada caso. Los colectores solares térmicos son dispositivos capaces de captar la radiación solar y

transmitírsela a un fluido, para su posterior aprovechamiento. Un captador solar, también llamado colector solar, es

cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica. Los

colectores se dividen en dos grandes grupos: los captadores de baja temperatura, utilizados fundamentalmente en

sistemas domésticos de calefacción y agua caliente sanitaria (ACS), y los colectores de media y alta temperatura,

conformados mediante espejos, y utilizados generalmente para producir energía eléctrica. Se hace uso del calor que

produce la transmisión por radiación, y los sistemas utilizados se clasifican dependiendo de la temperatura que se

alcanza, y tenemos:

Sistemas de baja temperatura (hasta 100º C): donde se incluyen los colectores solares, o sistemas de Agua

Caliente Sanitaria (que se conocen por sus siglas A.C.S.), en los que se hace pasar agua por unas tuberías que

absorben la radiación solar y la calientan. Se trabaja con temperaturas inferiores a 100ºC, siendo generalmente su

temperatura de trabajo entre 40ºC y 60ºC Para mejorar el rendimiento, se pintan todas las piezas de negro, y se

colocan en una caja cubierta con vidrio para producir el efecto invernadero.

Dentro de este grupo se encuentran también las torres de convección (para calefacción por aire), método que consiste en calentar aire bajo unos paneles y conducirlo a una chimenea central en la que una turbina girará por efecto de la corriente de aire caliente.

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_caliente_sanitaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Espejo

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica



27


- Sistemas Abiertos: Solo disponen de un circuito de circulación de fluido, comúnmente agua para consumo sanitario o para piscinas. Tienen un mantenimiento sencillo y el inconveniente de heladas en climas fríos. 1: hacia los servicios de agua caliente2: depósito acumulador3: entrada de agua caliente4: colector solar térmico5: entrada de agua fría

- Sistemas Cerrados: Consiste en dos circuitos independientes (primario y secundario) en contacto térmico a través de un intercambiador de calor, el fluido térmico que circula por los captadores y el agua de consumo. Ese fluido térmico puede ser agua con anticongelante, o un alcohol como etilenglicol.

Sistemas de media y alta temperatura (a partir de 100º C): Estos sistemas alcanzan valores entre los

100ºC y 250ºC y se emplean en la producción de vapor para procesos industriales y en la generación de energía

eléctrica (centrales termo solares). Un espejo cilíndrico parabólico concentra la radiación solar en un tubo de vidrio

situado en la línea focal del espejo y que contiene a la superficie absorbente en contacto con el fluido portador del

calor. Usan sistemas especiales de concentración con el fin de aumentar la intensidad de la radiación sobre la

superficie absorbente y de este modo conseguir altas temperaturas en el fluido calo-portador. La principal

complicación que presentan es la necesidad de un sistema de seguimiento para conseguir que el colector esté

permanentemente orientado en dirección al Sol. Concentran la radiación del sol mediante espejos. Por los puntos

calientes se hace pasar un fluido que recoge el calor, y con él se vaporiza agua para que ésta pase por turbinas que a

su vez moverán el generador eléctrico.



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Colectores Solares

Son dispositivos capaces de captar la radiación solar y transmitírsela a un fluido, para su posterior aprovechamiento. Son sistemas de energía solar térmica de baja temperatura. La energía solar es de baja intensidad, es intermitente (energía cero durante la noche) alcanzando un máximo al

mediodía, por lo que es necesario disponer de algún sistema de almacenamiento.

Los colectores solares se dividen en dos grandes grupos

Los Colectores Solares sin concentración: Estos colectores se caracterizan por no poseer métodos de concentración, por lo que la relación entre la superficie del colector y la superficie de absorción es prácticamente la unidad. Los cuales no superan los 100º C aproximadamente, por lo que son usados en las aplicaciones de la energía solar térmica de baja temperatura. Un ejemplo de aplicación sería la producción de agua caliente sanitaria (ACS).

Los Colectores Solares de Concentración: El concentrador solar, como su nombre lo indica, concentra la radicación solar en un área más pequeña, similar al principio de una lupa, el fluido se calienta a alta temperatura mediante espejos parabólicos. Hhaciendo uso de los métodos de concentración de la óptica, son capaces de elevar la temperatura de fluido a más de 100º C. Estos se aplican en la energía solar térmica de media y alta temperatura. Podemos encontrar ejemplos de estos en la central solar térmica de Almería (España), en Grenoble (Francia) y en California. Usan sistemas especiales con el fin de aumentar la intensidad de la radiación sobre la superficie absorbente y de este modo conseguir altas temperaturas en el fluido calo portador. La principal complicación que presentan es la necesidad de un sistema de seguimiento para conseguir que el colector esté permanentemente orientado en dirección al Sol.

Colectores Solares sin concentración

Colector solar de Placa Plana: También llamado colector solar plano o panel solar térmico, consistente en una caja plana metálica por la que circula un fluido, que se calienta a su paso por el panel. En general un colector de placa plana actúa como un receptor que recoge la energía procedente del Sol y calienta una placa. La energía almacenada en la placa es transferida al fluido. Usualmente, estos colectores poseen una cubierta transparente de vidrio o plástico que aprovecha el efecto invernadero, formado por una serie de tubos de cobre, los cuales expuestos al sol absorben la radiación solar y se la transmiten al fluido que atraviesa su interior. Su aplicación es la producción de agua caliente sanitaria, climatización de piscinas y calefacción. Generalmente se utilizan para tener agua caliente sanitaria (acs) y para calefacción solar. En ocasiones también se utilizan para climatizar piscinas. Los colectores solares planos funcionan aprovechando el efecto invernadero —el mismo principio que se puede experimentar al entrar en un coche aparcado al sol en verano—. El vidrio actúa como filtro para ciertas longitudes de onda de la luz solar: deja pasar fundamentalmente la luz visible, y es menos transparente con las ondas infrarrojas de menor energía. El sol incide sobre el vidrio del colector, que siendo muy transparente a la longitud de onda de la radiación visible, deja pasar la mayor parte de la energía. Ésta calienta entonces la placa colectora que, a su vez, se convierte en emisora de radiación en onda larga o (infrarrojos), menos energética. Pero como el vidrio es muy opaco para esas longitudes de onda, a pesar de las pérdidas de calor por transmisión, (el vidrio es un mal aislante térmico), el recinto de la caja se calienta por encima de la temperatura exterior. Al paso por la caja, el fluido calo portador que circula por los conductos se calienta, y transporta esa energía térmica a donde se desee. El rendimiento de los colectores mejora cuanto menor sea la temperatura de trabajo, puesto que a mayor temperatura dentro de la caja (en relación con la exterior), mayores serán las pérdidas por transmisión en el vidrio. También, a mayor temperatura de la placa captadora, más energética será su radiación, y más transparencia tendrá el vidrio a ella, disminuyendo por tanto la eficiencia del colector. Sus aplicaciones pueden ser:

http://es.wikipedia.org/wiki/Concentrador_solar

http://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1bola_(matem%C3%A1tica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_invernadero

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_infrarroja



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Preparación de agua caliente para usos sanitarios

Calefacción

Climatización de piscinas. Dependiendo de la estación del año, tanto en viviendas unifamiliares como en edificios, las instalaciones de energía solar térmica proporcionan habitualmente entre el 30% y el 100% del agua caliente demandada, con medias anuales en torno al 50%, por lo que necesitan el apoyo de sistemas convencionales de producción de agua caliente.

Utilizados para calefacción sólo son indicados para sistemas de baja temperatura, como el suelo radiante, donde se emplean para precalentar el agua de la caldera. Según los diferentes estudios que se consulten, la reducción del consumo obtenida se estima entre un 25-45%, aunque en la práctica no suele ser económicamente rentable dimensionar la instalación para reducciones de consumo mayores a un 30%. El problema con el uso para calefacción es que los días en que las necesidades de calefacción son mayores, la captación y el rendimiento de los colectores son menores. Mientras que cuando los paneles son más eficientes, las necesidades de calefacción son menores.

El uso de paneles solares térmicos es particularmente adecuado para la climatización de piscinas, pues la baja temperatura de trabajo requerida permite incluso tipologías de colectores sin vidrio protector, lo que abarata enormemente tanto los costos como el impacto ambiental de la instalación. Además, no necesitan acumulador puesto que es la propia agua de la piscina la que actúa como tal.

Para calefacción por aire se puede también hacer circular aire a través de paneles especialmente diseñados para ello, proporcionando calefacción directa sin los riesgos operativos que presenta el agua (aunque con menos eficiencia debido a la menor capacidad calo portadora del aire).

Está en desarrollo el empleo de colectores para refrigeración con máquinas de absorción, pues al contrario que en calefacción, la mayor demanda de refrigeración coincide con el mejor rendimiento de los colectores.

Se estima que el 80% del consumo energético de una vivienda se produce en forma de agua caliente a baja temperatura (calefacción y agua caliente sanitaria). De este consumo, aproximadamente el 70% se emplea en calefacción. La calefacción es por tanto uno de los grandes caballos de batalla del ahorro energético. Los colectores solares planos no son tecnológicamente complejos, por lo que su margen de evolución es muy limitado. No obstante, actualmente consiguen captar en torno al 80% de la energía recibida del sol. (Compárese con el 10-15% de los paneles solares fotovoltaicos comunes).Por ejemplo, en Ciudad de México, se obtienen 15MJ/día/m2 en verano, y 8-10MJ/día/m2 en invierno. Si bien hasta finales de 2006 su empleo en calefacción era económicamente discutible y su viabilidad dependía de subvenciones estatales, hoy en día y debido sobre todo al aumento del precio del petróleo, constituyen una interesante inversión. Sin embargo, el principal escollo que tiene que superar esta tecnología es su utilización a lo largo del año: la demanda anual de calefacción, a diferencia del agua caliente, no se reparte homogéneamente, sino que se concentra en los meses más fríos, que además coinciden con los de menos luz solar. La utilización masiva de paneles solares térmicos dependerá por tanto de nuestra capacidad para dotarlos de uso en verano, por ejemplo para refrigeración

Los colectores de placa plana pueden ser a su vez:

Colectores planos protegidos: con un vidrio que limita las pérdidas de calor. De mejor rendimiento alcanzas temperaturas de alrededor de 50ºC. La radiación solar atraviesa la cubierta vidriada transparente y es absorbida por la superficie absorbente que la transmite al fluido térmico. La cubierta trasparente hace efecto invernadero. El captador además está aislado. Son los más utilizados por tener la relación coste-producción de calor más favorable. En ellos, el captador se ubica en una caja rectangular, cuyas dimensiones habituales oscilan entre los 80 y 120cm de ancho, los 150 y 200cm de alto, y los 5 y 10cm de espesor (si bien existen modelos más grandes). La cara expuesta al sol está cubierta por un vidrio muy fino, mientras que las cinco caras restantes son opacas y están aisladas térmicamente. Dentro de la caja, expuesta al sol, se sitúa una placa metálica. Esta placa está unida o soldada a una

http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo_radiante

http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_t%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_t%C3%A9rmico



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serie de conductos por los que fluye un calo portador (generalmente agua, glicol, o una mezcla de ambos). A dicha placa se le aplica un tratamiento superficial selectivo para que aumente su absorción de calor, o simplemente se la pinta de negro.

Colectores planos no protegidos, sin cubierta: sistema más económico y de bajo rendimiento, utilizado esencialmente para climatización de piscinas. Son una variante económica de los anteriores donde se elimina el vidrio protector, dejando la placa expuesta directamente al ambiente exterior. Son los más sencillos pero de bajo rendimiento por no estar protegidos por una cubierta vitrificada, la placa absorbente puede ser de metálica, de caucho sintético o polipropileno. Comúnmente usados para agua de piscinas. Carecen también de aislamiento perimetral. Dada la inmediatez y simplicidad de este tipo de paneles, existen multitud de variantes tanto en formas como en materiales: conceptualmente, una simple manguera enrollada y pintada de negro es, en esencia, un colector solar plano no protegido. Debido a su limitada eficiencia, necesitan una superficie más grande para conseguir las prestaciones deseadas, pero lo compensan con su bajo coste.

-Colector termo-sifónico: Su funcionamiento es por convección natural, por lo que no requiere bomba (sistema de bombeo). Se adquiere ya montado y preparado para ser instalado y producir agua caliente sanitaria (ACS). Tampoco necesita sistema de regulación. En la circulación por termosifón, el movimiento se mantiene mientras haya suficiente diferencia de temperatura entre el colector y el depósito, una vez calentada el agua del acumulador las temperaturas se igualan y el movimiento cesa

Colectores de Aire: Son colectores de tipo plano cuya principal característica es tener como fluido calo portador el aire. No tienen una temperatura máxima límite (los procesos de convección tienen una menor influencia en el aire) y trabajan mejor en condiciones de circulación normal, pero en contraposición poseen una baja capacidad calorífica y el proceso de transferencia de calor entre placa y fluido es malo. Su aplicación principal es la calefacción.

Colectores de Vacío: Van dotados de una doble cubierta envolvente, herméticamente cerrada, aislada del interior y del exterior, y en la cual se ha hecho el vacío. Su finalidad es la de reducir las pérdidas por convección. Son más caros, además de perder el efecto del vacío con el paso del tiempo. Su aplicación principal es la producción de agua calienta sanitaria (ACS), climatización de piscinas y calefacción solar. Su instalación se aconseja en aquellos casos que los colectores de placa plana presentan dificultades para conseguir las temperaturas de consumo del agua, la superficie captadora está aislada del exterior por un doble tubo de vidrio que crea una cámara al vacío. Los tubos de vacío suponen un concepto distinto: se reduce la superficie captadora a cambio de unas pérdidas caloríficas menores. La lámina captadora se coloca dentro de tubos al vacío, por tanto con unas pérdidas caloríficas despreciables. Estos tubos presentan el mismo aspecto que un tubo fluorescente tradicional, pero de color oscuro. Los paneles se forman con varios de estos tubos montados en una estructura de peine. Las ventajas de este sistema son su mayor aislamiento

http://es.wikipedia.org/wiki/Glicol

http://www.inelsacontrols.com/colector_termosifonico.htm



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(lo que lo hace especialmente indicado para climas muy fríos o de montaña), y su mayor flexibilidad de colocación, ya que usualmente permite una variación de unos 20º sobre su inclinación ideal sin pérdida de rendimiento. Formados por dos tubos concéntricos; uno exterior de vidrio y uno interior pintado de negro o con pintura selectiva. El fluido circula por el tubo del interno. Su aplicación principal es la calefacción. La desventaja es un coste significativamente mayor. Existen dos sistemas:

Flujo directo: el fluido circula por los tubos, como en los captadores planos. Está formado por un conjunto de tubos cilíndrico transparentes, con un tubo interior de absorción, con vacío entre ambos para evitar las perdidas por convección y conducción. Tiene un rendimiento superior se puede obtener temperatura a temperaturas mayores a 90ºC. Flujo indirecto o Heat pipe:1 el calor evapora un fluido en el tubo, y éste transmite su energía al condensarse en el extremo. Este tipo de sistema no utiliza agua en los tubos sino que transmite el calor a través de fluido calo-portador por mecanismo “Heat Pipe” hacia el colector de circulación. Colectores de polipropileno: Utilizados para calentar el agua de una piscina y alargar unos meses la temporada de baño.

Colectores Cónicos o esféricos: Su principal característica es que constituyen simultáneamente la unidad de captación y de almacenamiento. Su superficie de captación es cónica o esférica con una cubierta de vidrio de la misma geometría. Con estas geometrías se consigue que la superficie iluminada a lo largo del día, en ausencia de sombra, sea constante. Su instalación es sencilla, pero presentan problemas de estratificación del agua y la superficie útil de captación es pequeña. Su aplicación principal es la producción de agua caliente sanitaria.

Colectores Solares de Concentración (Concentrador solar):

Sistemas lineales (disposición cilíndrica): el fluido se calienta al recorrer la línea situada en el foco de la parábola. Concentradores cilíndricos, su superficie reflectora es la mitad de un cilindro. Su aplicación principal es la producción de vapor en una central térmica. Utilizados a nivel industrial por ejemplo en centrales térmicas. Se consiguen altas temperaturas del fluido calo portador que es utilizado para hacer girar las turbinas eléctricas.

Sistemas puntuales (disposición esférica): con forma de plato, utilizado para concentrar más los rayos y obtener así temperaturas más altas cuando la infraestructura es de dimensiones limitadas.

Espejos planos o lentes Fresnal lineales:2 con idéntica función que los concentradores solares lineales.

Espejos en una central térmica solar: que concentran la radiación solar en un único punto situado en una torre, en donde se genera vapor de agua para producir electricidad.

Espejos en un horno solar: variante donde se utilizan espejos planos y posteriormente espejos parabólicos para obtener muy altas temperaturas.

Energía Solar Térmica de Alta Temperatura:

Sistemas que trabajan en el rango de 250ºC 2000 º C, es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas. Para eso se hace un seguimiento de la posición del sol para hacer incidir la radiación en una superficie reducida, en donde se encuentra el receptor. Se instalan en lugares desérticos con alto nivel de

radiación solar. Los sistemas de torre central o campos de helióstatos, en los que se refleja la radiación solar mediante gran cantidad de espejos denominados helióstatos, para concentrarla en un punto por el que

http://www.inelsacontrols.com/colectores_polipropileno.htm


http://es.wikipedia.org/wiki/Lente_de_Fresnel

http://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmica_solar

http://es.wikipedia.org/wiki/Horno_solar_de_Odeillo



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pasa un líquido que alcanza temperaturas de hasta 800º C. Los hornos solares, similares a los anteriores pero los helióstatos inciden sobre otro espejo que concentra la radiación aún más, hasta alcanzar 5000º C en el punto de recogida. Torre de Energía Solar: La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina helióstato. La torre sirve de soporte al receptor que debe situarse a cierta altura sobre el nivel del campo para reducir sombras y bloqueos entre los helióstatos. Absorbe la energía calentando un fluido de transmisión como agua, sal fundida o aire, pudiendo alcanzar temperaturas del orden de 500ºC a 1000 ºC. El sistema puede generar 100 a 250 Mw. Sistemas de Discos Parabólicos: Formados por un reflector o conjunto de reflectores con forma de paraboloide de revolución, un receptor situado en el foco y en sistema de generación eléctrica compacto (motor o turbina más alternador)

Captadores de baja temperatura

· Colector termosifónico:

· Colector de placa plana:

· Colectores de vacío:

Colectores de polipropileno:

http://www.inelsacontrols.com/colector_termosifonico.htm

http://www.inelsacontrols.com/colectores_solares_sk500.htm

http://www.inelsacontrols.com/colectores_solares_vacio.htm

http://www.inelsacontrols.com/colectores_polipropileno.htm



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Captadores de alta temperatura

Planos en concentrador solar.

Cilindro parabólicos en concentrador solar. Los colectores cilíndrico-parabólicos, que reflejan el sol hacia unas tuberías por las que circula un fluido que se calienta hasta alcanzar 600º

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Fresnel_reflectors_ausra.jpg





http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Solar_Array.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Solar_Array.jpg




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Componentes de los colectores, absorvedor, chasis

¿Qué es?

La energía solar térmica de baja temperatura consiste en el aprovechamiento de la radiación proveniente

del sol para el calentamiento de un fluido a temperaturas normalmente inferiores a 100°C. Esto se lleva a

cabo con los llamados calentadores solares que se aprovechan de las cualidades de absorción de la

radiación y transmisión de calor de algunos materiales, y del efecto invernadero que se produce cuando

otro material (por ejemplo el vidrio) es transparente a la radiación de onda corta del sol y opaco a la

radiación de onda larga que emiten los cuerpos que están calientes.

¿De qué se compone?

Generalmente un sistema de energía solar térmica está constituido por varios subsistemas, que a su vez

pueden considerarse como sistemas interdependientes conectados entre sí. Sin embargo, hay ocasiones en

que un mismo elemento físicamente independiente realiza varias funciones dentro del sistema solar. Estos

distintos subsistemas son:

A) El sistema de captación.- Los paneles o calentadores solares propiamente.

b) El sistema de acumulación.- Un depósito para acumular el agua caliente generada.

c) El sistema hidráulico.- Bombas y tuberías por donde circula el fluido de trabajo.

d) El sistema de intercambio.- En caso de que el fluido que circula por los paneles solares no sea el mismo

que el que utiliza el usuario en su aprovechamiento; por ejemplo cuando existe riesgo de heladas o el fluido

del usuario puede dañar la instalación solar.

e) El sistema de control.- Que en los sistemas de circulación forzada con bombas se encargará de ponerlas

en marcha y pararlas.

f) El sistema de energía auxiliar.- Hay ocasiones que la viabilidad económica de la instalación solar exige que

no se pueda satisfacer la demanda energética en todo momento, máxime cuando la energía producida por la

instalación depende de las condiciones climatológicas, es por esto que en ocasiones se dispone en la misma

instalación de un sistema de producción de energía auxiliar.

Esquema de una instalación solar térmica de baja temperatura

De todos estos subsistemas el que distingue la instalación solar de cualquier otra instalación de producción

de agua caliente es el sistema de captación. Los calentadores solares más comunes son los llamados paneles

solares planos.

Estos están constituidos por:

Cubierta.- Elemento transparente a la radiación solar y opaco a la radiación de onda larga que emite el

absorvedor (material selectivo transmisor), produciendo así el efecto invernadero en el interior del captador

que aumentará considerablemente el rendimiento del mismo. La cubierta también sirve para reducir las

pérdidas por conducción y convección. Algunos captadores llevan varias cubiertas transparentes que

reducen aún más las pérdidas pero aumentan considerablemente el coste del equipo. Sin embargo en

sistemas para piscinas o que requieren un salto térmico pequeño, se prescinde de la cubierta (además de

otros elementos como la carcasa o el aislamiento posterior) para abaratar los costes de la instalación.



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Absorvedor.- Es el elemento donde se produce la transformación de la energía que llega por radiación en

energía térmica que absorbe el fluido calo portador. Generalmente está constituido por unos tubos o dos

placas conformadas de metal o un material plástico que se encuentran expuestos a la radiación solar y por

cuyo interior pasa el fluido de trabajo. Atendiendo al tipo de tratamiento, los absorvedor pueden ser

presentados con pinturas negras especiales o con tratamiento selectivo absorbente (alta absorbancia en

longitudes de onda corta y baja emisión en longitudes de onda larga).

Aislamiento.- Para reducir las pérdidas térmicas del captador es conveniente aislar las zonas no expuestas la

mayor parte del día a la radiación solar, estas son los laterales y la parte posterior del captador solar. Un

buen aislamiento térmico en esta zonas contribuye a disminuir el factor de pérdidas térmicas del captador

aumentando consiguientemente su rendimiento.

Junta de cubierta.- Es un elemento de material elástico cuya función es asegurar la estanqueidad de la

unión entre cubierta y carcasa. Servirá a su vez para absorber las diferencias en las dilataciones entre la

carcasa y la cubierta, para que no se produzca rotura en ningún elemento del captador.

Carcasa.- Es el elemento que sirve para conformar el captador, fijando la cubierta. Contiene y protege a los

restantes componentes del captador y soporta los anclajes. Habrá que prestar especial atención a los temas

de corrosión y deterioro debido a la radiación solar.



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Elementos de una instalación solar térmica.



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Acumuladores:

Aislados térmicamente, en general con poliuretano. Dependiendo de si se trate de un sistema abierto o

cerrado, constaran con uno o dos intercambiadores de calor entre el circuito primario y el secundario.

Cuentan con ánodo de protección para la corrosión.

Sistema de distribución y consumo:

En los sistemas solares térmicos de baja temperatura para que la transferencia térmica sea eficaz debemos

asegurar la circulación de fluido. Esto se puede conseguir por circulación natural: termosifón, o por

circulación forzada (bomba de circulación).

En la circulación por termosifón, el movimiento se mantiene mientras haya suficiente diferencia de

temperatura entre el colector y el depósito, una vez calentada el agua del acumulador las temperaturas se

igualan y el movimiento cesa. Se suelen comercializar como equipos compactos.

La circulación forzada permite regular mejor la instalación, e incluso el tanque acumulador y el panel se

pueden ubicar al mismo nivel.

El sistema de captación: Está compuesto por un circuito cerrado, llamado "primario" que transforma la energía solar en energía calorífica. Los rayos del sol inciden sobre los captadores solares (1), calentando un fluido calo-portador que es dirigido (2) al acumulador de agua. En el acumulador (5), ese fluido intercambia el calor con el agua del acumulador a través de un serpentín (3), también llamado "intercambiador". Para determinar la cantidad de calor a intercambiar, existen una serie de sensores térmicos (9) (10) que controlan en todo momento la temperatura del fluido y del agua caliente sanitaria. En funciones de las necesidades (agua más o menos caliente), o de las condiciones ambientales (tiempo

soleado, nublado), un regulador (8) ajusta la velocidad de paso (7) del fluido (circulación forzosa).

El sistema de acumulación: El acumulador tiene como finalidad contener una cantidad determinada de agua a la temperatura deseada. Para ello, el agua que entra fría por la parte inferior (6) del acumulador, se calienta gracias al fluido calo-portador del circuito primario y asciende hacia la parte superior. En el caso de que el agua no esté bastante caliente, un calentador auxiliar (12) (de gas o eléctrico) aumenta

la temperatura del agua del acumulador (11) hasta la temperatura deseada.

Puntos de consumo: La temperatura del agua del acumulador está constantemente a la temperatura deseada. Sale del

acumulador por la parte superior y se dirige a los distintos puntos de consumo de Agua caliente Sanitaria

(Cocina, baños, etc...).



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Características comerciales - Realidad del mercado

Ver carpeta Anexos:

Folleto colectores solares SOLVIS

Manual Intercambiador para Climatización de Piscinas SOLVIS

Manual TERMOTANQUES SOLARTEC

Manual de instalación TS-300

Manual Colect. Solar Sunnyday (de pileta)

El aprovechamiento de la energía solar para su uso en instalaciones domiciliarias ha creado la necesidad de

investigar en nuevos diseños y sistemas constructivos para la vivienda.

Una de las numerosas formas de aprovechamiento es su aplicación para la obtención de agua caliente y calefacción

interna en los ambientes. Como las temperaturas requeridas a tal fin no son demasiado elevadas, 45°C a 80°C, se

utilizan colectores solares de placa plana, los cuales no necesitan acompañar el movimiento aparente al sol,

generando calor aúna partir de la luz difusa.

Estos colectores funcionan a manera de invernadero. Toman la mayor parte de la energía solar que llega en forma

de luz visible convirtiéndola en energía calórica de mayor longitud de onda y reteniendo ese caudal en su interior.

Este es transportado, mediante un fluido de transferencia, hacia un tanque de almacenamiento. Unos de los

componentes básicos del colector plano es una cubierta de vidrio, ya que las propiedades de este material son

ideales para el efecto invernadero, pues deja pasar fácilmente las longitudes de ondas más cortas, pero resulta

prácticamente opaco a las ondas calóricas re-irradiadas, de mayor longitud, por lo que reduce las pérdidas de calor

En la mayoría de los sistemas destinados en calentamiento de agua, esta circula entre el colector y el depósito de

almacenamiento, por termosifón, puesto que el agua caliente menos densa y suba hacia dicho tanque a mayor altura

1-cubierta de vidrio plano transparente, para evitar pérdidas por conexión y re-irradiación

2-superficie colectora metálica, generalmente de color negro: absorbe la energía solar y transmite

al fluido de transferencia.

3-sistema de conductos con buen contacto térmico con la chapa absorbedora: permite que el fluido que circula por

su interior extraiga de la chapa el calor acumulado.

4-capa aislante térmica, generalmente fibra de vidrio: impide las pérdidas de calor por la parte posterior y laterales

del panel.

5-caja envolvente, soporte del sistema, y protectora del polvo, humedad, etc.

6-fluido de transferencia: líquido o gaseoso. Una vez calentado se acumula en el tanque de almacenamiento, para su

uso directo.



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VARIABLES CONSTRUCTIVAS

Algunas de las variedades más importantes en la construcción de un colector de superficie plana son, en primer

lugar, la superficie y el ángulo de inclinación; luego las propiedades optimas del cristal y otros materiales de las

láminas que lo cubren; las propiedades de absorción de la superficie negra y las propiedades de aislamiento de la

caja que obtiene y sostiene al colector.

La superficie necesaria del colector dependerá naturalmente de las condiciones particulares del clima de cada lugar y

de la demanda total de calor así como de muchos de rendimiento en el funcionamiento. Para dar una indicación muy

aproximada de las magnitudes que se tratan: un colector para calentar agua de uso doméstico puede tener una

superficie de entre 3 y 6 metros cuadrados; y en latitudes de 30°C a 45°C; para calefacción de edificios, la superficie

del colector deber ser aproximadamente la mitad de la superficie de la planta del edificio.

En lo que se refiere a la inclinación de modo aproximado podríamos decir que para recoger radiación en invierno el

colector debe tener una inclinación que forme un ángulo con la horizontal igual a latitud de la zona más 15°. Esta

inclinación es la as apropiada para usos de calefacción. Un ángulo óptimo para recibir la radiación solar de verano

seria latitud menos 15°

En las latitudes mayores en las que el ángulo óptimo de inclinación es casi vertical lo mejor puede ser incorporar el

colector al muro norte. Los colectores verticales tienen la ventaja de que no recogen demasiado polvo y de que se

limpian solos con la lluvia.

Con una superficie de pintura negra mate corriente puede absorberse hasta un 95% de la radiación que alcanza al

colector, y solo se refleja una mínima cantidad. Con un tratamiento químico especial se puede aumentar la cantidad

de radiación absorbida. Estas superficies se llaman “superficies selectivas de radiación”. Las investigaciones sobre

este tipo de superficies se han dirigido principalmente a su aplicación en sistemas de energía solar en que se

necesita temperaturas muy altas y por lo tanto el máximo rendimiento de los colectores. Pero alguna modalidad

barata de pintura selectiva puede ser de gran valor para aumentar el rendimiento de los colectores planos

empleados en edificios, como son los que utilizan por ejemplo en sistema de refrigeración.



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INVESTIGACIONES DE SARAPHIN EN LA UNIVERSIDAD DE ARIZONA

Casi todas las superficies selectivas que se han fabricado hasta la fecha utilizan los efectos de interferencia que se

producen en capas de espesor microscópico en las que se alternan metal y películas negras de óxido metálico. Otro

tipo que está siendo investigado ahora por B.Seraphin en la universidad de Arizona consiste en utilizar silicona como

material absorbente, cubierto de unas capas muy finas de material no muy reflectante para evitar el brillo de la

superficie. Esto aumenta la capacidad de absorción. El calor que se acumula se conduce a un substrato de acero y

esta lamina revestida con una capa fina de metal muy reflectante, como oro o aluminio, que disminuye

drásticamente la irradiación infrarroja.

El metal empleado en las superficies absorbentes, planas corrientes es hierro o aluminio. Se utiliza también cobre

pese a su precio, ya que su calidad así lo justifica. Podría usarse asfalto o alquitrán. El diseñador H. E. Thompson ha

construido una casa en la que la superficie del colector esta hecho en láminas asfálticas, que no están cubiertas con

ninguna capa de cristal, ya que si se cubriesen sin duda el asfalto causaría problemas al derretirse incluso a

temperaturas no demasiadas altas.

Otro constructor, Daniels, ha sugerido que se podrían fabricar colectores sencillos y baratos con unas cajas

transparentes de plástico rellenas de carbón. Existe un tipo de colector fabricado comercialmente para calentar el

agua de piscinas hecho de plástico negro ABS con un inhibidor ultravioleta, pero también en este caso la

temperatura del funcionamiento es baja, y bajo cubiertas de cristal y a temperaturas altas el mismo material se

deformaría y se derretiría pronto.

Es importante que la superficie trasera del colector este bien aislada para que las pérdidas por conducción a través

de ellas sean mínimas. La unión de la cubierta de cristal con el marco del colector también debe estar bien sellada de

modo que no pueda pasar nada de aire y se eviten así las pérdidas de conexión. El marco se hace generalmente de

madera, plástico o metal delgado y también esta construcción debe estar hecha de modo que las perdidas sean

mínimas.

Colector Superficie(m2) Factor de Ganancia Factor de pérdidas (Factor óptico) (pérdidas térmicas)

AMCOR AM 2122 P 2,160 0,7200 4,5000 ATESA 1,692 0,7824 7,7550

CHROMAGEN-LORDAN CR 10 DS 1,890 0,7883 6,2630 CHROMAGEN-LORDAN CR 10 S 2,170 0,7883 6,2630 CHROMAGEN-LORDAN CR 12 S 2,560 0,7883 6,2630

CHROMAGEN-LORDAN CR 10 SN 2,180 0,6715 3,1410 CHROMAGEN-LORDAN CR 12 SN 2,600 0,7132 4,3960

CPC ML 2.0. TINOX 1,840 0,7400 4,5000 CPC ML 3.0. TINOX 2,660 0,7500 3,5000

DISOL M-21 2,100 0,7108 7,2330 DISOL SE 2012 1,540 0,6800 7,4000

DISOL SX 2016 L 1,930 0,7400 5,4000 DUNPHY COMBUSTION WASCO 1,750 0,7300 4,0000

EDWARDS SV 1,800 0,7670 8,0900 ESCOSOL SOL 2000 1,800 0,7000 7,0000

ESCOSOL SOL 2500 SELECTIVO 2,320 0,6800 5,1000 FRIGICOLL CO 2000 EC 1,880 0,6990 4,1520

GIORDANO C8.8S 1,860 0,6881 6,3030 IBERSOLAR CALPAK 2001 2,000 0,7379 7,7690



42


ISOFOTÓN GAROL-I 1,886 0,8040 7,9100 ISOFOTÓN ISONOX 2,160 0,7514 4,1380

ISOFOTÓN ISONOX II 1,900 0,7283 5,0070 ISOFOTÓN FERROLI ECOUNIT 1,886 0,8040 7,9100

ISOFOTÓN FERROLI ECOUNIT PLUS 1,900 0,7283 5,0070 JUNKERS FK 240 2,310 0,6691 5,7060

KAPLAN K-1 1,980 0,7026 5,5315 MADE 4000 E 2,100 0,7978 6,1670 MADE 5000 S 2,100 0,6863 5,3820

MADE 5000 ST 2,100 0,7291 3,4380 MAX WEISHAUPT GMBH WTS-F 2,320 0,7300 5,2000

MEGASUN STEEL 2000 1,792 0,6348 6,2200 MEGASUN STEEL 2500 2,307 0,6348 6,2200

NIMROD AC 1 1,500 0,6830 7,0140 NIMROD AC 2 2,290 0,6726 5,4780 NIMROD AC 3 2,500 0,6648 6,3290

PMP V1-H2 1,850 0,7743 6,9440 PROMASOL TITANIO H2/V1 1,870 0,7400 4,9000

RAYOSOL V-18 1,810 0,8329 8,8360 RAYOSOL V-18 AS 1,910 0,7501 4,3940

ROCA PS 1,780 0,6700 4,4000 SOLAHART JD 1,850 0,7870 8,3700 SOLAHART M 1,870 0,7300 4,9000 SOLAHART L 1,850 0,7023 6,8350 SOLAHART B 1,870 0,7800 3,6000

SOLAR ISI ST-40/200 1,640 0,6700 6,0000 SOLAR ISI ST-40/400 2,250 0,7500 4,5000

SOLECO 1.7 Cu 1,650 0,7300 7,1000 SOLEL SUNPRO 5,970 0,7600 2,9000

SONNENKRAFT SK 500 N / 2001 2,340 0,7000 4,1000 STIEBEL ELTRON SOL 25 S 2,600 0,6900 4,5000

TAKAMA T2 INOX 1,800 0,7100 6,1000 TERMICOL T 105 2,090 0,7800 7,8000

TERMICOL T 105 S 2,090 0,6700 4,3000 TERMICOL T 130 S 2,600 0,6700 4,2000

VELUX U10 CLI 2000 1,860 0,8000 4,2000 VELUX CLI S08 2000 1,340 0,8300 4,2000

VIESSMANN VITOSOL S 1.7 1,606 0,8020 4,7810 VIESSMANN VITOSOL W 1.7 1,600 0,7949 4,4880 VIESSMANN VITOSOL W 2.5 2,500 0,8090 3,7060 VIESSMANN VITOSOL S 2.5 2,500 0,8280 4,4410

WAGNER & CO EURO C20 AR 2,380 0,7600 3,2000 WAGNER & CO EURO C20 HTF 2,370 0,7400 3,0000

WOLF IBÉRICA TOPSON TX 2,010 0,7594 4,6190

Caldera con energía Solar

Planificación

SolvisMax está disponible en volúmenes de acumulación comprendidos entre 350L y 950L. Para la elección de la

capacidad del acumulador y la cantidad de superficie de captación solar, es necesario tener en cuenta las

características de cada instalación como la superficie a calefaccionar, utilización de suelo radiante o radiadores como

emisores de calor, características constructivas de la vivienda, aislamientos, zona climatológica y número de usuarios

de agua caliente sanitaria, simultaneidad de uso, etc.

También deberá determinarse el tipo de energía auxiliar más conveniente para integrar en el acumulador.

Podrá elegir entre gas natural, gas propano, gasóleo C, gasóleo de bajo contenido en azufre o bomba de calor

geotérmica (*), y opcionalmente podrá utilizar leña, pellets, electricidad, y demás fuentes de energía como apoyo

exterior. Dicha decisión suele determinarse en función de la proximidad y economía del recurso energético, coste

ecológico, comodidad, seguridad, etc.



43


A la hora de ubicar la instalación deben tener en cuenta las normativas de seguridad correspondientes a la fuente de

energía auxiliar escogida, tales como ventilaciones, salidas de humo, distancias de seguridad, tomas de tierra etc.

(*)Disponible en 2008 sólo para viviendas bioclimáticas. Potencia máxima 6Kw

Solvis: Caldera energía solar térmica Solvis Max para agua caliente y calefacción con caldera de apoyo

Secuencia de instalación

Ver Carpeta Anexos:

Manual Secuencia de instalación del colector (Montaje colector Solvis)

Manual de instalación TS-300

Manual Colect. Solar Sunnyday (de pileta)



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Conceptos determinantes de la ubicación y posicionamiento del colector

La altura solar y el Azimut

A efectos de conocer la incidencia de la radiación solar sobre las placas fotovoltaicas, es importante tener claro dos

conceptos, la altura y el azimut solar.

Si observamos el 3er dibujo, la altura es el ángulo "x" que está formado por la posición del sol sobre la horizontal. El

ángulo irá variando según la época del año, un fenómeno físico que implica la cantidad de energía que podrán

asimilar las placas fotovoltaicas. El 1er dibujo representa diferentes grados de altura en diferentes estaciones del año

desde la perspectiva de un mismo punto. Por este motivo, las grandes huertas solares son móviles, para aprovechar

el máximo de radiación solar.

El azimut, en el dibujo, está representado como el ángulo "Y". Es el ángulo formado por el sol y el eje sur. Tanto la

altura como el Azimut, vienen dados en una serie de tablas, que nos indican sus valores durante todos los días del

año. Las placas fotovoltaicas tienen que tener unos 2° de movilidad, para que los rayos incidan sobre ellas de forma

perpendicular durante todo el día.

¿Calcular la altura solar?

Un palo vertical de 3 metros de alto proyecta una sombra de 4,28 metros de longitud. Calcular la altura solar en ese

momento.

Buscar la tg del ángulo formado por la altura y la longitud de la sombra:

tg Ø = 3/4.28 = 0.7; que le corresponde un ángulo de:

Ø = arco tg 0.7 = 35º con la horizontalidad del suelo.

O sea que el Sol en esos momentos está a una inclinación sobre el cenit de 90-35=55º



45


TRAYECTORIAS DEL SOL Y SISTEMAS DE COORDENADAS

Se utilizan fundamentalmente dos sistemas de coordenadas para ubicar la posición del sol sobre la bóveda celeste.

El sistema denominado ecuatorial que es un sistema independiente de la posición del observador y el sistema

horizontal que es subjetivo ya que depende de la posición del observador (este es el centro del sistema). Este último

es el que vamos a detallar por ser el más práctico para resolver problemas de asoleamiento.

Para un observador situado en la tierra, el sol realiza una trayectoria aparente, distinta cada día, que se repite cada

seis meses excepto para los recorridos extremos (solsticios de verano e invierno) que se producen una vez cada año.

Para un observador, apoyado en un plano horizontal, podemos definir la posición del sol por dos variables, la altura

solar y el azimut. (Ver fig... 4)

Llamamos altura solar al ángulo que forma el plano horizontal y la línea imaginaria que pasa por el centro del sol y el

ojo del observador.

Llamamos azimut al ángulo que forman un plano vertical que pasa por el observador de norte a sur (llamado

meridiano del lugar) y otro plano vertical que pasa por el observador y el sol.

La altura solar será positiva siempre que el sol se encuentre por encima del horizonte.

Consideramos al azimut = 0 en la dirección norte tomando valores positivos al este y negativos al oeste.

Inclinación y orientación de los paneles

Frente a la opción de emplear un sistema de seguimiento, una solución estática puede resultar suficiente para

determinadas aplicaciones. Naturalmente, en este caso la energía colectada no es la máxima posible pero puede

resultar aceptable si se da al colector una determinada orientación, la cual se puede variar con ajustes estacionales

para conseguir algunas mejoras.

La radiación solar que incide sobre una placa variará con el ángulo que forme la misma con la radiación. La captación

de energía solar será máxima cuando la posición de la placa solar sea perpendicular a la radiación.

La inclinación de los rayos del sol respecto a la superficie horizontal es variable a lo largo del año (máxima en verano

y mínima en invierno) y por tanto, en aquellas instalaciones cuyos paneles estén fijos, existirá un ángulo de

inclinación que optimizará la colección de energía sobre una base anual. Es decir, conviene buscar el ángulo de

inclinación de los paneles respecto al plano horizontal que hace máxima la potencia media anual recibida. En la

mayoría de los casos este ángulo coincide con la latitud del lugar de la instalación. Normalmente se suele tomar un

ángulo mayor, aproximadamente 15º, en beneficio de una mayor captación durante el invierno, cuando la

luminosidad disminuye, a costa de una peor captación en verano, cuando hay una mayor cantidad de luz.

Puede ocurrir que la instalación no vaya a usarse todo el año sino sólo en ciertas épocas. Así, si la instalación se va a

usar preferentemente en verano conviene que la inclinación del colector sea menor que la latitud del lugar,

aproximadamente en 15º.

Evidentemente, las pérdidas de las superficies horizontales con respecto a las que están inclinadas aumentan

progresivamente a medida que nos acercamos al norte (en el hemisferio norte) o al sur (en el hemisferio sur). En los

polos, los planos horizontales son inútiles. No obstante, es extremadamente difícil valorar las pérdidas en los climas

templados ya que la proporción de luz difusa del sol es más grande debido a la presencia de polvo, vapor de agua y

nubes. La orientación no ofrece ninguna ventaja en cuanto a la energía recibida desde la radiación indirecta. Por el

contrario, debido a que los paneles inclinados reciben la luz de una parte del hemisferio, estos recogen menos luz

difusa que los receptores horizontales.



46


Orientación

La orientación preferida de los colectores es hacia el NORTE, debido a que la trayectoria del Sol en movimiento Este

a Oeste es simétrica respecto de la posición que ocupa al mediodía y a que es precisamente en este momento

cuando la captación de energía solar es máxima.

Las desviaciones hacia el Oeste o hacia el Este en un ángulo inferior a 30º hacen disminuir la radiación diaria recibida

en un pequeño valor que se cifra en menos del 5%. Por el contrario, para ángulos superiores a este valor, las

pérdidas en la irradiación captada son considerables.

En resumen, la orientación óptima de un colector es la que mira directamente hacia el NORTE, pero si esto no es

posible puede determinarse una variación aproximada de 15º.

Inclinación Terrestre-Estaciones del año-Altura Solar

Inclinación terrestre:

Angulo de declinación (δ): el eje de rotación de la Tierra siempre mantiene la misma dirección, está inclinado 23°27',

respecto al plano de la órbita de desplazamiento de la Tierra alrededor del Sol, esto hace que el ángulo de incidencia

de los rayos del Sol varía a lo largo del año dando lugar a las estaciones. Cuando los rayos inciden en forma

perpendicular, la incidencia de los rayos es más directa.

Para el hemisferio Sur:

Solsticio de Verano: 21 Diciembre

Solsticio de Invierno: 21 junio

Equinoccio de Primavera: 21 Septiembre

Equinoccio de Otoño: 21 Marzo

Por lo tanto si estamos en el hemisferio sur en el solsticio de verano (21 de diciembre) desde el punto de vista del

observador terrestre, el sol toma más altura, los días son más largos y la salida del sol será en el SE y la puesta en el

SO:



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En el solsticio de invierno (21 de Junio) los rayos que llegan se alejan de la perpendicular y por lo tanto vemos el sol

más cerca del horizonte, los días son más cortos y la salida del sol será en el NE y la puesta en el NO:

Equinoccios:

Los rayos inciden paralelos al plano ecuatorial en los equinoccios de primavera y otoño.

Calculo de altura solar al mediodía:

h (:) = 90: - Φ (:) +/- δ

h (:) = altura solar en grados

Φ (:) = Latitud del lugar, Angulo en grados

+/- δ = mas (para verano); menos (para invierno) el ángulo de declinación en grados.

Ejemplo Bs As, 34: 33’ Latitud Sur:

h solsticio verano = 90: – 33: + 23: = 80:

h solsticio invierno = 90: – 33: - 23: = 34:

h equinoccios = 90: – 33: = 57:

Además de la altura solar existe otro ángulo para determinar la posición del sol: el azimut.

Es el ángulo que forman dos planos verticales que pasan por el observador, uno de ellos entre los polos norte y sur, y

otro que pasa por el observador y el sol.

Se mide desde el sur, siendo positivo desde el sur hacia el Este y negativo desde el Sur hacia el Oeste.

La altura solar y el azimut son coordenadas que dependen de la posición del observador. Es decir un mismo astro en

un mismo momento es visto bajo diferentes coordenadas por diferentes observadores situados en puntos diferentes

de la Tierra. Esto significa que dichas coordenadas son locales.



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Circunferencia de la Tierra:

Eratóstenes (Cirene, 276 a. C. - Alejandría, 194 a. C.), fue un célebre matemático, astrónomo y geógrafo griego, que

desarrolló gran parte de su trabajo en el Egipto de la dinastía Ptolemaica. Esta fue la época de la construcción de la

mítica biblioteca de Alejandría, de la cual se hizo cargo en 236 a.C. hasta el fin de sus días.

Se le conoce, principalmente, por el cálculo y su precisión de la longitud de la circunferencia de la Tierra. Para ello se

sirvió de una ingeniosa idea. Tenía conocimiento de una característica que acontecía todos los solsticios de verano

en la localidad de Siena (actual Asuán) en Egipto. Ese día las palmeras no daban sombra lateral y la luz iluminaba el

fondo de los pozos. Esto significaba que la luz incidía perpendicularmente a la corteza terrestre ese día en ese lugar.

Puesto que en otros lugares si había sombra, esto solo podía deberse a que la superficie de tierra formaba una

curvatura.

Si la Tierra fuera plana la lejanía del Sol le justificaba para que los rayos incidieran de forma perpendicular en las dos

ciudades y provocaría que, por ejemplo, un monolito no ofreciera sombra en el solsticio de verano en ningún lugar.

Sin embargo, esto no ocurría así.

La sombra que proyectaba un monolito de igual dimensión en Alejandría significaba que la corteza de la tierra era

curvada. El día del solsticio de verano en Siena los rayos solares no producían sombra en un palo clavado

perpendicularmente en el suelo. Mientras que, a 4900 “estadios” de Siena, en Alejandría los rayos paralelos del Sol

harían sombra sobre un palo clavado perpendicularmente al suelo.

S refleja la localidad de Siena y A la de Alejandría. r y r’ son los rayos de Sol paralelos que inciden sobre los palos,

reflejados por los segmentos extendidos OS y OA , clavados perpendicularmente en Siena y Alejandría

respectivamente. Eratóstenes sabía que la secante que corta dos paralelas produce ángulos iguales, y por tanto, los

ángulos α y β eran iguales. Calculando el ángulo β obtuvo 7º, lo que significaba que el ángulo α de 7º correspondería

a un longitud de arco de 4900 estadios. Ahora solo se necesitaba una regla de tres para determinar la longitud

completa de la circunferencia:

Había calculado la longitud de la circunferencia de la Tierra en 252000 estadios. Los griegos utilizaban como unidad

de longitud el estadio, que equivalía a la longitud del estadio de Olimpia, unos 174,125 metros. Sin embargo, en

Egipto se utilizaba un estadio de 157,2m, y se cree que la medida empleada por Eratóstenes equivaldría a 158m.

Luego sus cálculos obtuvieron una longitud de 39816km y un radio de 6336,89km.

Independientemente del valor del estadio, que nos ofrecería diferencias en los resultados obtenidos bien por exceso

o defecto, la aproximación que dio es muy considerable para la época y los medios que disponía.



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Principio de funcionamiento del colector, efecto invernadero

Principio de funcionamiento

Cuando se expone una placa metálica al sol, se calienta, pero si además esta placa es negra, la energía radiante del sol es absorbida en mayor medida. Cuando se calienta la placa negra ésta aumenta su temperatura con lo cual empieza a perder calor por los distintos mecanismos: por conducción a través de los soportes que lo sujetan, por convección a través del aire que le rodea y por radiación. Nos referimos a aplicaciones de la energía solar a baja temperatura cuando la energía térmica que se obtiene se utiliza para temperaturas inferiores a 80 º C. Se pretende de esta forma obtener a partir del sol una energía que podemos utilizar en aplicaciones térmicas: calentar agua sanitaria, usos industriales, calefacción de espacios, calentamiento de piscinas, secaderos, etc.



50


FUNCIONAMIENTO

Básicamente el funcionamiento de una instalación (en lo que sigue, lo que se diga para una instalación solar térmica, incluye a los equipos solares domésticos) es el siguiente: - Captación de la energía radiante para transformarla directamente en energía térmica, con el aumento de temperatura de un fluido de trabajo. - Almacenamiento de dicha energía térmica, bien en el mismo fluido de trabajo de los colectores, o bien transferida al agua de consumo para su posterior utilización.

Instalación Térmica funcionando por termosifón

Estas funciones se pueden complementar con la producción de energía térmica mediante un sistema convencional. En cualquier instalación solar térmica se denomina circuito primario al circuito hidráulico formado por los colectores y las tuberías que los unen al acumulador, y es el encargado de recoger la energía térmica del colector y transferirla al acumulador solar directamente o a través de un intercambiador de calor. Por el circuito secundario siempre circula agua de consumo. La transferencia de energía solar al agua del acumulador se realiza por la circulación del fluido contenido en el circuito primario. Este se calienta a su paso por los colectores y se enfría cuando pasa a través del sistema de intercambio, al transmitir el calor al agua del consumo. El agua caliente del sistema de acumulación queda almacenada y dispuesta para ser consumida. Cuando la temperatura del agua caliente solar es inferior a la del consumo, sobre unos 45º, el sistema de energía auxiliar se encarga de realizar el calentamiento adicional hasta alcanzar la temperatura deseada.



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Funcionamiento básico de un equipo solar domestico

Un equipo solar doméstico, al igual que una instalación solar, puede estar constituido por: - Un sistema de captación formado por uno o varios captadores que transforman la radiación solar incidente en energía térmica de forma que se calienta el fluido de trabajo que aquellos contienen. - Un sistema de acumulación constituido por un depósito que almacena el agua caliente hasta que se precise su uso. - Un sistema de intercambio que realiza la transferencia de energía térmica captada desde el circuito de colectores, o circuito primario, al agua caliente que se consume. - Un circuito hidráulico constituido por tuberías, bombas, válvulas, etc., que se encarga de conducir el movimiento del fluido caliente desde el sistema de captación hasta el sistema de acumulación y desde éste a la red de consumo. - Un sistema de regulación y control que fundamentalmente se encarga de asegurar el correcto funcionamiento del equipo, para proporcionar un adecuado servicio de agua caliente y aprovechar la máxima energía solar térmica posible. Por otro lado, pueden incorporar distintos elementos de protección de la instalación. - Adicionalmente los equipos suelen disponer de un sistema de energía auxiliar que se utiliza para complementar el aporte solar suministrando la energía necesaria para cubrir la demanda prevista garantizando la continuidad del suministro de agua caliente en los casos de escasa radiación solar o consumo superior al previsto.



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Efecto Invernadero:

Es consecuencia de una propiedad de la energía radiante vinculada con la temperatura del cuerpo emisor. Debido a

la alta temperatura del sol, las ondas de alta frecuencia que forman la radiación solar son ondas ultravioletas, luz

visible, e infrarrojas. La atmosfera es transparente a gran parte de esa radiación.

La tierra y su atmosfera absorben la energía radiante del sol, y a su vez la tierra re-emite radiación terrestre, gran

parte de la cual escapa hacia el espacio exterior. La tierra irradia la energía a bajas frecuencias, principalmente

infrarrojo.

Un cuerpo de mayor temperatura emite más energía que otro de menor temperatura. La energía del sol atraviesa

con facilidad el vidrio de un invernadero, no así los objetos en el interior, de menor temperatura. Es una trampa de

calor. La atmósfera terrestre cumple esa función al igual que los vidrios, evitando un enfriamiento excesivo de la

Tierra.

Al colocar un cristal entre la placa absorvedor y el sol ocurre que, como el cristal es transparente a la radiación solar

pero es opaco a la radiación infrarroja, no deja pasar la radiación de mayor longitud de onda que emite la placa al

calentarse. De esta forma se produce una “trampa energética de radiaciones” que impide que la energía radiante

que ha atravesado el vidrio vuelva a salir; esta trampa constituye el denominado efecto invernadero. El vidrio

también evita el contacto directo de la placa con el aire ambiente con lo que, además, se evitarán las pérdidas por

convección antes referidas.



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El captador solar plano

Si se completa el conjunto de la placa absorvedor con el vidrio aislándolo por la parte posterior y por los laterales se

consigue que la placa pierda menos calor y, por tanto, aumente su temperatura. Si a la placa se adhiere un serpentín

o un circuito de tubos por la que se pueda circular un fluido se habrá conseguido que el fluido aumente su

temperatura al circular por la placa con lo que se estará evacuando la energía térmica de la placa. El fluido caliente

se podrá conducir a través de un circuito hidráulico hasta donde se quiera. Si todo el conjunto anterior se encierra en

una caja para sujetar todos los componentes y evitar que se deterioren por los agentes exteriores se habrá realizado

el denominado captador solar plano.

Energía y Cambios de Fase: Para la licuefacción de un sólido y la evaporación de un líquido se necesita agregar energía; y a la inversa se debe extraer energía para cambiar su fase de gas a líquido y a sólido. Cuando se clienta un trozo de hielo, la temperatura aumentara con lentitud hasta 0ºC. Luego esa temperatura continuará siendo de 0ºC aunque siga ingresando calor, y el hielo comienza a fundirse. Para que se funda un gramo de hielo debe absorber 335 joule. Luego de derretido el hielo, el ingreso de 4,18 joule, hacen que el agua aumente a 1ºC. Seguirá aumentando hasta su ebullición. Para evaporar un gramo de agua hacen falta 2.255 Joule. Un líquido absorberá la temperatura dependiendo de su calor específico, hasta alcanzar el punto de ebullición (temperatura a la cual cambia a estado gaseoso), pero no basta con que se le aplique calor para alcanzar ese punto. También hay que aplicar otra cantidad de calor para que el cambio de estado sea efectivo (calor que no provoca un aumento de la temperatura, sino un cambio de estado), es el calor latente de vaporización: que se define como la cantidad de calor que hay que administrar a una masa de una sustancia para que se produzca el cambio a estado gaseoso.

Bomba de calor En un sistema de refrigeración líquida, el líquido refrigerante, al absorber la temperatura generada en una heladera por ejemplo, aumenta su propia temperatura (y luego la liberar en el radiador). Una heladera es una bomba de calor. Se bombea un líquido de bajo punto de ebullición. Para evaporarse toma calor de los alimentos que se almacenan, luego pasa por las serpentinas de condensación donde cede calor al aire volviendo a condensarse. Un motor bombea el fluido. Las bombas de calor se utilizan para calentar y enfriar hogares.



54


Estas bombas de calor extraen el calor de agua que se hace circular por tuberías subterráneas, que luego será cedido a la habitación.

Heat Pipe

El Sistema de Heat Pipes, busca el cambio de estado, con lo cual sin que el líquido aumente su temperatura (agua en

punto de ebullición = 100º, vapor de agua = 100º), se ha absorbido una mayor cantidad de energía (calor) derivada

del concepto de calor latente.

Calor latente es la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo al cambiar de estado. El cambio de temperatura

de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos. Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse

y se contraen al enfriarse. Es más fácil transportar vapor (un gas) que un líquido, para el que se necesita una bomba.

Por tanto al hacer entrar en juego el cambio de estado, se consigue absorber mayor cantidad de energía (calor) y

hacer más fácil su transporte. Si además el Heat Pipe es suficientemente largo, se consigue trasladar el calor lejos de

la fuente de calor, en poco tiempo. Heat Pipe traducido viene a significar algo así como tubería de calor. Y la verdad

es que la definición se ajusta bastante al concepto en sí mismo. Básicamente un Heat Pipe es un tubo hueco, relleno

de un fluido. Uno de los extremos del tubo se coloca sobre un generador de calor (en el caso del colector de energía

solar todo el tubo está en contacto con la fuente de calor).

Resumimos su funcionamiento:

A: El extremo del cilindro con el fluido activo, está en reposo.

B: La superficie del Heat Pipe transmite el calor, al fluido activo, el cual aumenta su temperatura y comienza a

evaporarse.

C: El líquido evaporado asciende hasta la sección de condensación, que será donde se libera el calor del fluido (se

enfría), y este se condensa, volviendo a estado líquido.

D: El fluido activo vuelve hacia la zona de evaporación debido a la gravedad.

El flujo básico del calor se describe en estas etapas, primero se transmite al fluido a través de la superficie del

HeatPipe, de ahí que sea importante que el material del que está hecho el Heat Pipe sea un buen conductor térmico,

suelen estar hechos de cobre. El fluido absorbe el calor, hasta que alcanza su punto de ebullición y comienza a

evaporarse, al evaporarse el vapor caliente asciende (llevándose consigo el calor)

El vapor alcanza el final del Heat Pipe, donde se enfría. Al final del Heat Pipe es el contacto con el agua que funciona

como un tipo de refrigerador. El vapor se condensa al enfriarse (ya ha transmitido el calor que absorbió).

Una vez condensado, las gotas de fluido activo caen de nuevo hacia el extremo del Heat Pipe. El fluido activo vuelve

frío y listo para volver a absorber la temperatura del colector.



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Tipos de tanque, componentes, características, comerciales

Realidad del mercado, secuencia de instalación

Ver Carpeta Anexos: Instalador de conducciones internas para agua de consumo (Plomería)

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Conceptos determinantes de la ubicación y posicionamiento del tanque

Ver Carpeta Anexos: Instalador de conducciones internas para agua de consumo (Plomería)

Características técnicas de las cañerías comunicantes entre colectores y tanques.

Materiales y accesorios utilizados

Ver carpeta Anexos: Manual tuberías de cobre (Propiedades, aplicaciones y técnicas de soldadura)

Tuberías de cobre

Hoy, las tuberías de cobre son cada vez más utilizadas en diversos tipos de construcciones, ya sea de viviendas o

empresas, pues disminuyen costos y tiempos al poseer un amplio rango de diámetros y grosores en sus paredes, lo

que permite una gran adaptación a otras piezas, especialmente en instalaciones de agua y gas.

Los usuarios, por su parte, prefieren las tuberías de cobre porque son confiables y seguras, ya que en las uniones

siempre mantienen la firmeza, y la posibilidad de fuga de gas es casi nula. Su mantenimiento es mucho menor que

otros tipos de tubo y la vida útil es eterna.

Existen varias razones por las cuales se aconseja optar por estas tuberías:

- Su durabilidad, ya que el cobre no se corroe ni con el agua ni con la atmósfera.



57


- Su flexibilidad, ya que este tipo de tubería es totalmente moldeable, permite hacer uniones, doblarlas, y además, es

fácil de instalar.

- Sus propiedades antibacterianas, que evitan transmisiones de enfermedades a través del agua en baños y cocinas.

- Su facilidad de transporte, ya que es liviano, se puede enrollar y guardar

- Su corrosión casi nula, ya que es resistente a cualquier tipo de químicos que pueda contener el agua.

Tuberías rígidas de cobre

Generalidades:

El cobre, cuyo símbolo químico es (Cu), es un metal de color característico (rojo salmón), muy dúctil, maleable y

buen conductor del calor y la electricidad. No es atacado por los gases ni se altera en presencia del aire seco; con la

humedad se recubre de una capa de óxido que lo protege de posteriores ataques.

Propiedades del tubo de cobre:

El cobre por sus características, es sin duda, un metal muy apropiado para toda clase de instalaciones de agua.

Entre las principales ventajas del tubo de cobre se pueden citar:

La facilidad y rapidez de preparación y colocación.

La ejecución de las uniones en un tiempo mínimo, utilizando manguitos soldados por capilaridad.

Las posibilidades de prefabricación.

Las pequeñas pérdidas de carga, debido a la superficie lisa de las paredes interiores.

La gran resistencia a la corrosión.

Características:

Su punto de fusión es de 1.082ºC.

Con la humedad produce una pátina verdosa de carbono básico que la protege de posteriores alteraciones llamado

cardenillo. El tubo presenta gran duración al tiempo ya que su inalterabilidad está garantizada. El único

inconveniente que puede plantear el tubo de cobre es su dilatación.

Dilatación. (mm.) = Long. (m.) x Temperatura. (ºC) / 60.

Formas de suministro:

Los tubos de cobre se suministran en rollos o en tiras rectas.

En rollos: se suministran normalmente hasta un diámetro exterior de 22 mm; la longitud de los rollos

pueden alcanzar hasta 45 m., o más. Los rollos se entregan en general en cobre recocido, y en ciertos casos,

sobre pedido especial en estado semiduro.

Los tubos en rollo se utilizan en recorridos sinuosos o en instalaciones de gran longitud o en derivaciones enterradas.

En estado recocido, el tubo de cobre se curva fácilmente.

En tiras rectas: estos tubos se suministran sin recocer, lo que les da buena rigidez, excelente resistencia al

choque y un perfecto acabado.

La sección de tubos en tiras es perfectamente circular y su acoplamiento a los manguitos se hace sin calibrado previo

de los extremos. Las longitudes corrientes oscilan entre 4 y 6 metros.

Colocación de las tuberías:

Para ejecutar bien este trabajo hay que tener en cuenta las cuatro reglas siguientes:

Realizar uniones perfectamente estancas.

Apoyar las tuberías de modo que el peso de los tubos cargue sobre los soportes y no sobre las uniones.



58


Tomar las medidas necesarias para la libre dilatación de los tubos.

El dimensionado de las tuberías deberá satisfacer los caudales máximos de consumo previstos.

El dimensionado de las tuberías deberá satisfacer los caudales máximos de consumo previstos.

Cómo soldar con soplete

Principios básicos

Existen dos tipos de soldadura con soplete o lamparilla:

- Soldadura blanda (uniones hasta 450°).

- Soldadura fuerte (uniones superiores a 450°).

Soldadura blanda por capilaridad

La soldadura blanda por capilaridad consiste en la unión de dos tubos de cobre que encajan perfectamente uno en el

otro por medio de estaño. El proceso es el siguiente:

- En primer lugar se calientan los tubos a unir.

- A continuación se aporta estaño, el cual al fundirse por efecto del calor, penetra por capilaridad entre los dos

tubos, y al enfriarse, asegura al mismo tiempo el ensamblado de los tubos y su hermeticidad.

La temperatura de fusión, se encuentra entre 200 y 250° aproximadamente. Se emplea principalmente en

instalaciones de fontanería.

Soldadura fuerte por capilaridad

Es muy similar a la anterior, con la peculiaridad de que se realiza a una temperatura superior a 450°C, debido a que

la boquilla del soplete es diferente y concentra el calor de una manera más intensa.

El material de aportación tiene por tanto un punto de fusión superior al estaño y su elección dependerá del tipo de

material que se vaya a soldar, y del esfuerzo posterior que tenga que soportar.

El equipo de soldadura

Para cada uno de los dos tipos de soldaduras, se usa generalmente un equipo diferente.

Lamparilla de soldador

Se denomina así al conjunto de soplete unido al

cartucho o botella de gas. La temperatura máxima

que alcanza es de 250°C y se utiliza para pequeñas

reparaciones de soldadura blanda (A).



59


Soplete

Puede alimentarse por gas butano o por propano.

Está formado por tres elementos principales:

- Una empuñadura provista de una llave de

marcha/paro que regula la alimentación de gas.

- Boquillas (o quemadores) intercambiables.

- Un tubo flexible para la conexión a la botella de

gas líquido.

Tanto la lamparilla como el soplete tienen las

mismas utilidades, pero el soplete, más potente,

resulta conveniente para los trabajos de mayor

envergadura, ya que calienta más deprisa las piezas

que hay que soldar (B)

Accesorios

Boquillas o quemadores.

En general tanto a las lamparillas de soldar como a los sopletes, se les pueden adaptar diferentes boquillas.

Hay tres tipos principales:

La boquilla para fontanería, con llama envolvente.

Se usa principalmente para soldar tubos de cobre

con estaño (soldadura blanda) (C).

La boquilla de punta fina, con llama de dardo. Se

emplea para soldadura fuerte (más temperatura)

(D).

La boquilla de punta súper fina.

Se utiliza también para soldadura fuerte (E).

Materiales

Desoxidantes (FLUX). El desoxidante para soldadura evita que se oxiden las piezas que se van a soldar. En algunos de

los materiales de aportación, el desoxidante está incorporado. Existen diferentes tipos de desoxidantes dependiendo

del tipo de soldadura y del material a soldar.

Material de aportación: El material de aportación que se ha de utilizar depende de la naturaleza de las piezas a unir y

del uso que tengan. El siguiente cuadro relaciona los diferentes materiales de aportación más usados, en función del

tipo de soldadura y de uso que se va a dar.



60


Soldadura blanda

Metal

añadido

Lamp.

Soldar Soplete

Soplete

Bi-Gas

Punto

fusión Usos

Resistencia

Mecánica Desox.

Estaño en

pasta X X

220ºC Chapas delgadas

Incorp.

Estaño

(40%) en

hilo de 2

mm

X X

240ºC Reparación, instalación

de sanitarios 5 kg/mm2 Incorp.

Estaño

(30%) en

barra

X X

250ºC

Reparación de canalón

de Zinc con filo de

plomero. Rep. tuberías

de plomo

5 kg/mm2

Soldadura dura

Metal

añadido

Lamp.

Soldar Soplete

Soplete

Bi-Gas

Punto

fusión Usos

Resistencia

Mecánica Desox.

Varilla de

aluminio 1,5

mm

X X X 575ºC Exclusivamente unión de

aluminio 10 Kg/mm2

Especial

aluminio

Varilla de

plata (40%)

1,5 mm

X X X 630ºC

Unión de todos metales

excepto aluminio, estaño,

plomo, hierro colado

42 kg/mm2 Especial plata

Varilla cobre

fósforo 1,5

mm


cobre 50 kg/mm2 Incorp.

Varilla cobre

fósforo plata

(5%) 1,5 mm


cobre 65 kg/mm2 Incorp.



61


Cómo proceder

Soldadura por capilaridad. Reglas básicas

- Limpie las dos superficies a ensamblar (exterior del

tubo e interior del racor) con lija o con lana de

acero (1).

- Unte las partes a soldar con pasta desoxidante (2).

- Encaje las piezas a unir (3).

- Las piezas a soldar deben encajar perfectamente

por los extremos, estar limpias y sin restos de grasa.

- Elija el material de aportación en función de los

metales que vaya a ensamblar y de la resistencia

deseada (ver cuadro resumen).

- Caliente las piezas a ensamblar y no el metal de

aportación: la temperatura de calentamiento debe

permitir la fusión del metal de aportación al entrar

en contacto con las piezas calentadas (4).

La temperatura precisa para que se produzca la

fusión del estaño se habrá conseguido cuando el

cobre adquiera un tono rojo cereza.

- Aparte la llama y sitúe el hilo de soldadura sobre la

unión de los dos elementos. El estaño se fundirá y

fluirá por capilaridad entre las dos piezas (5).- La

cantidad de metal de aportación necesaria para una

correcta soldadura debe ser, en longitud,

aproximadamente igual al diámetro del tubo.



62


Un truco

Para trabajar en una canalización ya instalada

proteja las pinturas, telas de las paredes y suelos,

utilizando un escudo térmico.

Soldadura fuerte por capilaridad

Hay dos reglas que es necesario respetar imperativamente:

- Utilice la soldadura adaptada al esfuerzo de las piezas a unir con el material de aportación correspondiente y el

desoxidante del metal que necesite.

- Caliente el metal a la temperatura adecuada:

630°C para la soldadura a la plata.

820°C para la soldadura al cobre.

Soldadura de metales ferrosos y de aleaciones de cobre

Para la soldadura de metales ferrosos:

- Utilice una soldadura de plata con el desoxidante

correspondiente.

- Proceda igual que para la soldadura por

capilaridad.

- Limpie las partes a soldar.

- Pula con la lima (1).

- Aplique el desoxidante con la brocha (2).

- Sujete las piezas con ayuda de unas mordazas de

presión.

- Caliente a la temperatura adecuada (3).

- Acerque la varilla de material de aportación fuera

de la llama inclinándola ligeramente (4).

Para la soldadura de cobre y sus aleaciones:

- Utilice soldadura al cobre-fósforo con desoxidante incorporado.

- Emplee un soplete con una boquilla cuyo caudal corresponda con el tamaño de las piezas a ensamblar.

Esta soldadura se emplea para las canalizaciones de gas.

MUY IMPORTANTE, en este caso, antes de empezar a manipular corte el suministro de gas.



63


Para la soldadura de aluminio:

- Utilice el material de aportación y el desoxidante especial para el aluminio.

Esta soldadura es muy delicada, pues la temperatura de fusión del metal de aportación, sólo es en algunos grados

inferior a la del aluminio.

Durante el calentamiento con llama suave, no deje nunca la llama enfocada hacia un punto, es necesario barrer

constantemente la superficie a calentar.

Un truco

Si la soldadura no se funde inmediatamente al contacto con las piezas que hay que soldar, seguramente será porque

éstas no están a la temperatura adecuada. Retire la varilla de soldadura y continúe calentando las piezas.

Fenómeno de capilaridad

El proceso de soldadura está basado en el fenómeno natural de capilaridad que se explica a continuación

brevemente:

01

Si en un recipiente que contenga líquido se introducen dos tubos de

diferente diámetro, se observa que en el de mayor diámetro el nivel del

líquido es el mismo que el del recipiente; sin embargo, en el tubo de un

diámetro mucho menor, el líquido asciende debido a la tensión superficial.

02

A menor diámetro, mayor altura alcanza el líquido. Esto es,

el diámetro está en proporción inversa a la ascensión capilar

del líquido.

03

Igualmente, si se sustituye el tubo pequeño por dos tubos

encajados el uno dentro del otro con una holgura muy

pequeña, se observa que el líquido sube por el espacio entre

ambos tubos. Ésta es la situación que se da en la unión entre

un tubo y un accesorio.

Este fenómeno de capilaridad que se produce con el líquido,

es el mismo que el que tiene lugar con los metales en estado

de fusión; su aplicación práctica constituye la soldadura por

capilaridad.



64


En resumen: la soldadura por capilaridad tiene lugar cuando a la unión de un tubo y un accesorio, después de su

calentamiento, se le aporta un metal que se funde al contacto con ellos. Debido al fenómeno de capilaridad, el metal

fundido asciende y se extiende en cualquier sentido, por el reducido espacio que queda entra la pared del tubo y la

del accesorio; con ello, al enfriarse se consigue una unión totalmente hermética.

Ejecución de la soldadura blanda

El instalador decidirá en función del uso al que vaya destinada la instalación qué tipo de unión es la más adecuada.

Se elegirá soldadura blanda para instalaciones hidro-sanitarias, redes de distribución de agua caliente o fría,

calefacción y gas de baja presión; para otras instalaciones cuya temperatura máxima del servicio no supere los

120ºC; y para diámetros no superiores a 54 milímetros.

Para lograr una soldadura blanda de calidad es conveniente seguir la secuencia de operaciones que se detalla a

continuación:

Corte a medida del tubo

Eliminación de rebabas

Recalibrado de los extremos

Limpieza de las partes en contacto

Aplicación del decapante

Montaje de la unión

Limpieza del exceso de decapante

Calentamiento

Aplicación de la soldadura

Enfriamiento y limpieza final

Ejecución de la soldadura fuerte

Se elegirá soldadura fuerte en uniones soldadas que deban soportar elevados esfuerzos mecánicos; en instalaciones

de transporte o distribución de fluidos a alta presión que deban soportar temperaturas máximas de servicio

comprendidas entre 125 y 175 ºC; y siempre que la dirección técnica u organización oficial así lo dictamen.

Para obtener un buen resultado en la ejecución de la soldadura fuerte, conviene observar las siguientes

recomendaciones: las operaciones de corte a medida, eliminar rebabas, recalibrar y limpieza se realizarán de la

misma manera que la indicada para la soldadura blanda; las demás operaciones, en cambio, tienen diferencias

importantes.

Ventajas

Como consecuencia de sus peculiares características, el tubo de cobre presenta las siguientes ventajas respecto a

otros materiales.

Universal y versátil

Todos los componentes de una instalación con tubo de cobre se fabrican en medidas estándar; por ello, no

habrá problemas de incompatibilidad de componentes entre los distintos fabricantes y se tendrá garantía de

suministro durante muchos años.

Menor dimensión de las instalaciones frente a igualdad de flujo transportado. Permite fácilmente su

empotrado.



65


Por su alta resistencia al ataque de los materiales empleados en la construcción (cemento, yeso, escayola,

etc.), está especialmente indicado para instalaciones empotradas. Sin embargo, se ha de tener precaución

con los aditivos incorporados a cementos y hormigones que contengan productos amoniacales, a los que el

cobre es vulnerable.

Permite instalaciones vistas más estéticas.

Excepcional rendimiento demostrado para todo tipo de instalaciones

Garantiza un caudal constante debido a su pared interior completamente lisa (rugosidad: 0,0015 mm).

Debido a su espesor uniforme y medidas exactas, y sobre todo a su pared interna lisa, presenta unas

pérdidas de carga muy reducidas en comparación con tubos de otros materiales.

Bajo coeficiente de dilatación, tanto lineal como transversal, garantizando la estabilidad de las instalaciones.

Rentable y fácil de instalar

Gran ahorro en las instalaciones realizadas con uniones en frío, por la facilidad y rapidez en su ejecución.

Reducido peso por metro lineal de tubería, lo que abarata el transporte, facilita la manipulación y resulta

ideal para la prefabricación en serie de instalaciones tipo.

Resistente a temperaturas y presiones extremas

Soporta las más altas temperaturas sin alteración de sus características técnicas, ni de su comportamiento.

Su denominación de material criogénico lo hace resistente a las bajas temperaturas.

Gran elasticidad que le permite soportar altas presiones.

Impermeable y resistente a la corrosión y al paso del tiempo

Permite montajes exteriores debido a su alta resistencia a la corrosión y a su inalterabilidad frente a los

rayos ultravioleta.

Además, el cobre ofrece una completa impermeabilidad frente al oxígeno, protegiendo así la instalación

frente a corrosiones.

Constancia en sus características. El tubo de cobre permanece inalterable con el paso del tiempo.

Resistente al fuego

El cobre no se quema, resiste altas temperaturas sin fundirse y no desprende gases tóxicos.

La clasificación que corresponde al tubo de cobre según el sistema europeo euro clases es: “A1” (cumple los

requisitos exigibles –no inflamable– sin necesidad de realizar ensayos).

No existe propagación exterior ni penetración de fuego.

Saludable y seguro

Elemento natural, presente en la naturaleza, y oligoelemento esencial para el organismo humano.

Acción antibacteriana, evitando el desarrollo de gérmenes patógenos.

Gran resistencia frente a la combinación de presiones altas y temperaturas elevadas que permite un óptimo

tratamiento contra la legionella.

Reconocido por los Estados Miembros de la UE como material no CMR (no es carcinogénico, no es

mutagénico y no es disruptor hormonal).



66


Sostenible y 100% reciclable

Protege el medio ambiente al ser reciclable en su totalidad, permitiendo así un importante ahorro

energético y de los recursos naturales del planeta. Después de reciclado, el cobre mantiene intactas sus

propiedades.

Debido a su excepcional conductividad térmica es el material idóneo para instalaciones basadas en energías

alternativas como la energía solar térmica o la geotérmica.

Reconocido por los Estados Miembros de la UE como material no PBT (no es persistente, no es bio-

acumulable y no es tóxico para el medio ambiente).

Indispensable para el ahorro energético

El cobre es un material esencial para la producción, el transporte y el uso de la energía de manera eficiente: es el

mejor conductor de la electricidad y del calor, con excepción de la plata, pero al ser mucho más barato resulta más

adecuado para usos industriales y civiles. Sus propiedades lo hacen indispensable en la construcción de instalaciones

de alta tecnología con un rendimiento que resulta inalcanzable con otros materiales. El cobre y las aleaciones de

cobre se utilizan para el intercambio de energía térmica en muchísimas aplicaciones como:

calefacción por suelo y pared radiante

colectores solares térmicos

bombas de calor

sistemas de calefacción y refrigeración

captadores para energía geotérmica

intercambiadores de calor para uso industrial

recuperadores de calor para sist. de ventil. forzada

El tubo de cobre en instalaciones hidrotermosanitarias favorece el ahorro energético gracias a su baja rugosidad

interna, que reduce las pérdidas de calor y de carga, reduciendo el consumo de energía de las bombas de

circulación.

Otro tipo de ahorro energético: el reciclaje

Producir tubos de cobre nuevos partiendo de cobre reciclado es muy importante porque se consiguen tres ventajas

al mismo tiempo, sin renunciar a sus características físicas y mecánicas originales: se reduce la explotación de las

minas, se ahorra hasta el 85% de energía con respecto a la extracción minera y, finalmente, no se incrementa el

volumen de residuos que necesitan almacenarse o eliminarse. Los países tecnológicamente más desarrollados, entre

ellos España, tienen una tasa de reciclaje superior al 40%: esta cifra está limitada solamente por la actual

disponibilidad de chatarra; es muy probable que parte del cobre de los objetos cotidianos que nos rodean, haya sido

extraído de la mina hace varios siglos, trabajado y fundido varias veces.

A diferencia de otros materiales, es reciclable en forma total: el tubo de cobre tiene un elevado valor de

recuperación, sin coste de eliminación o problemas ambientales al término de su ciclo de vida.



67


Métodos de unión entre accesorios y caños.

Ver Carpeta Anexos:

Instalador de conducciones internas para agua de consumo (Plomería)

Cobre e Industrias Saladillo (termo fusión)

Medios de Unión

Los diversos medios de unión sirven no sólo para vincular secciones de caños entre sí, sino También para conectarlos

con diversos accesorios, válvulas y equipos. Los principales medios de unión son los siguientes:

Conexiones a rosca

Conexiones soldadas

Conexiones bridadas

Existen otros tipos de conexiones, entre ellas las del tipo Victaulic, juntas elásticas, de cierre rápido, etc.

Muchos factores inciden en la elección del tipo de unión costo, operatividad, seguridad, presión y temperatura de

trabajo, fluido contenido, diámetro del caño, etc.

Uniones Roscadas

Son unos de los medios más antiguos de conexión. Son de bajo costo y fácil ejecución, pero su uso está limitado a 4"

(Max) en general y se usan en instalaciones secundarias de baja presión, (condensado, aire, agua), domiciliarias

(agua, gas) debido al peligro de pérdidas y la baja resistencia Mecánica de las mismas.

La norma exige que las roscas de los caños sean cónicas y recomienda que se

Efectúen soldaduras de sello para cañerías que conduzcan fluidos inflamables, tóxicos y en otros

Donde se debe tener absoluta seguridad que no se produzcan filtraciones o pérdidas.

Son las únicas usadas para caños galvanizados. Se usan también en acero al Carbono, baja aleación,

Hierro fundido, plásticos, vidrio y porcelana, siempre limitadas a 4".

Para acero inoxidable y metales no ferrosos es muy raro el uso de roscas, debido a que son comunes los espesores

finos en dichos materiales. Los tramos rectos son unidos por medio de cuplas o uniones roscadas. Las roscas cónicas

aseguran mejor sellado pero para asegurarlo se coloca una banda de teflón. Antiguamente se usaban otros

materiales, litargirio - glicerina, fibras vegetales, etc., pero en su mayor Parte dificultaban el desarme de las piezas y

aún contaminaban el fluido. En los caños es recomendable no usar espesores menores que 80 por el debilitamiento

de la pared que significa la rosca

Uniones Soldadas

Las más utilizadas son las soldaduras de arco protegido, que pueden ser:

- Soldadas a tope

- Soldadura de Enchufe

- Soldadura solapada



68


Ventajas:

- Buena resistencia mecánica (casi siempre equivalente a la del caño)

- Estanqueidad perfecta y permanente

- Buena apariencia

- Facilidad en la aplicación de aislación y pintura

- Ninguna necesidad de mantenimiento.

Desventajas:

- Dificultad en desmontaje de las cañerías

- Mano de obra especializada

Soldadura a Tope

Es la más usada en la unión de caños de 2" o mayores en aceros de cualquier clase. Se

Aplica a toda la gama de presiones y temperaturas. Los caños y demás accesorios para soldadura a

Tope, deben tener sus extremos preparados con biseles que dependen del espesor del caño.

(

Fig. 4 – Soldaduras a tope

Para lograr más estanqueidad y especialmente para alta presión se usan chapas de respaldo

Que quedan incluidas en las soldaduras. Estos anillos tienen 1/8" de espesor y se usan en diámetros

Grandes (20" o mayores).



69


Soldadura de Enchufe (socket Weld)

Son empleados para diámetros de hasta 1 1/2" en caños de acero y hasta 4" para los no

Ferrosos y plásticos. Los extremos del caño se encajan en una cavidad del accesorio o acoplamiento y se realiza una

soldadura de filete.

Fig. 5 – Soldadura de enchufe

Soldadura Solapada

Se utiliza en caños de plomo o en algunos plásticos. Unos de los extremos, de mayor diámetro, entran en el extremo

del otro caño y se sella con una única soldadura de filete.

Uniones por Bridas (Flanges)

Están compuestas por dos bridas, una junta, pernos con o sin cabeza roscada y tuercas. Son fácilmente

desmontables. Existen los siguientes tipos:

De cuello soldable (Welding Neck)

Deslizantes (Slip on)

Roscadas (Screwed)

De Enchufe (Socket Weld)

Lap Joint

Ciegas.

Las caras de las bridas pueden se lisas (flat face), con resalto (Raise face), de anillo (Ring Joint Type) y macho-hembra

(male & female).Las juntas pueden ser de materiales, diversos como caucho, resinas revestidas en inoxidable, espiral

Y metálicas. El asbesto ha sido desechado por su acción cancerígena. Los materiales más usados son los aceros

forjados y las bridas formadas a partir de chapa torneada, éstas últimas para bajas presiones.

La variación de presión temperatura es de valores más altos para aceros inoxidables y aleados. Se pueden graficar de

la siguiente manera:



70


Fig. 6 – Relación Presión - Temperatura para algunas clases de

accesorios

Otros Medios De Unión

De Compresión

Son sistemas muy usados en tubos de metales no ferrosos e inoxidables, todos de pequeño

Diámetro. (Hasta 1"). La unión se logra con el uso de accesorios especiales, que mediante el apriete de una tuerca

Comprime las paredes del tubo contra una cuplas hasta lograr un contacto metal - metal estanco. Hay diferentes

sistemas. Uno de ellos consiste en expandir el tubo en la punta, en forma cónica. Este cono es comprimido contra

una pieza de unión.

Otro sistema consiste en agregar una virola en el extremo del caño que, comprimida contra la

Pieza de unión va reduciendo su diámetro abrazando al tubo, que logra así estanqueidad.

Fig. 7 - Unión para alta presión

Son usados para instrumentación y conducción de aceite hidráulico y resisten presiones de

Hasta 2000 Kg/cm2.

Uniones Patentadas (Juntas Dresser, Victaulic, etc.)

Todas ellas son del tipo no rígido, permitiendo siempre un pequeño movimiento angular y axial

Entre los dos tramos de la cañería. En el caso de las juntas Victaulic, los tramos de caño son

Ranurados en los extremos del mismo modo que los accesorios (codos, reducciones, etc.) y los

Acoplamientos son dos o más arcos pivotados sobre pernos que abrazan a los elementos de unión y son ajustados

por uno o más pernos.



71


Entre la unión metálica y el caño se coloca una junta flexible (caucho) que garantiza su

Estanqueidad. El sistema es más caro que la cañería soldada tradicional pues requiere preparación de extremos y

accesorios, pero aparte de la facilidad de montaje (sobre todo en zonas de gases explosivos) tiene la gran ventaja de

poder recuperar todos los elementos en cañerías de uso por tiempo limitado.

Haciendo un balance final, es muy conveniente su aplicación en muchos casos, en particular

En minería, donde le agotamiento de los minerales explotables en plazos previsibles hace necesario un tendido de

cañerías secuencial a medida que se van agotando las zonas con alta ley de mineral y son reemplazadas por otras

nuevas.

Fig. 8 – Uniones Dresser y Victaulic

Derivaciones especiales

Los ramales en las cañerías suponen un debilitamiento en la cañería principal por extracción

De parte de su sección. Cuando los espesores de pared están calculados con cierta precisión y no hay excedentes de

pared disponible se refuerza la unión con una montura (saddle) o con un anillo que se hace con el mismo caño u otra

chapa de características similares.

Este tipo de derivaciones se usa cuando la diferencia de diámetros entre la línea principal y el

Ramal es tan grande que su relación está fuera de los accesorios (te) de fabricación estándar o en diámetros

grandes.

Cuando los ramales son de pequeño diámetro se utilizan los llamados Weldolet (soldado), Elbolet (en un codo),

Latrolet (en ángulo), Sweepolet (en montura), Sockolet (ramal socked) y Thredolet (roscada), todas ellas conexiones

de pared reforzada para las derivaciones desde una cañería principal. Su uso evita la utilización de placas de refuerzo

de pequeño diámetro que trae como consecuencia una enorme cantidad de soldadura en áreas reducidas y por

tanto concentración de tensiones residuales en la zona del ramal.



72


Concepto de longitud, superficies y volúmenes. Unidades de medidas.

Proceso de cálculo de superficies y volúmenes de figuras y cuerpos regulares

Longitud:

La mayor de las dos dimensiones principales que tienen las cosas o figuras planas: mide la longitud de la mesa. La longitud es la distancia que se encuentra entre dos puntos. La longitud de un objeto es la distancia entre sus extremos, su extensión lineal medida de principio a fin. En el lenguaje común se acostumbra diferenciar altura (cuando se refiere a una longitud vertical), y anchura (cuando se habla de una longitud horizontal). En física y en ingeniería, la palabra longitud es sinónimo de "distancia", y se acostumbra a utilizar el símbolo l o L para representarla. La longitud es una medida de una dimensión, mientras que el área es una medida de dos dimensiones (longitud cuadrada), y el volumen es una medida de tres dimensiones (longitud cúbica). En muchos sistemas de medida, la longitud es una unidad fundamental, de la cual derivan otras. Superficie: En física, es la magnitud que expresa la extensión de un cuerpo, en dos dimensiones: largo y ancho. La unidad de superficie en el Sistema Internacional es el metro cuadrado (m²).

El volumen y la capacidad

La "capacidad" y el "volumen" son términos que se encuentran estrechamente relacionados. Se define la capacidad

como el espacio vacío de alguna cosa que es suficiente para contener a otra u otras cosas. Se define el volumen

como el espacio que ocupa un cuerpo. Por lo tanto, entre ambos términos existe una equivalencia que se basa en la

relación entre el litro (unidad de capacidad) y el decímetro cúbico(unidad de volumen).Este hecho puede verificarse

experimentalmente de la siguiente manera: si se tiene un recipiente con agua que llegue hasta el borde, y se

introduce en él un cubo sólido cuyas aristas midan 1 decímetro (1 dm3), se derramará 1 litro de agua. Por tanto,

puede afirmarse que: 1 dm3 = 1 litro

Equivalencias

1 dm3 = 0,001 m3 = 1.000 cm3

Medidas de Longitud Más Utilizadas

Sistema Métrico Sistema Inglés

Kilómetro 1000 m Pulgada 2,54 cm

Hectómetro 100 m Pie 0,3048 m

Decámetro 10 m Yarda 0,9144 m

METRO 1 m Milla Terrestre 1609,35 m

Decímetro 0.1 m Milla Náutica 1853,18 m

Centímetro 0.01 m

Milímetro 0.001 m

http://es.wikipedia.org/wiki/Distancia

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Distancia

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_superficie

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_cuadrado

http://es.wikipedia.org/wiki/Litro

http://es.wikipedia.org/wiki/Dec%C3%ADmetro_c%C3%BAbico

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbico



73


Observamos que desde los submúltiplos, en la parte inferior, hasta los múltiplos, en la parte superior, cada unidad

vale 10 veces más que la anterior. Por lo tanto, el problema de convertir unas unidades en otras se reduce

a multiplicar o dividir por la unidad seguida de tantos ceros como lugares haya entre ellas.

Medidas de Superficie

1. El metro cuadrado.

El metro cuadrado es el área de un cuadrado que tiene un metro de lado. Se escribe así: m2.

2. Múltiplos del metro cuadrado.

Son éstos:

1 decámetro cuadrado es igual a 100 metros cuadrados: 1 dam2 = 100 m2.

1 hectómetro cuadrado es igual a 100 00 metros cuadrados: 1 hm2 = 100 00 m2.

1 kilómetro cuadrado es igual a 100 00 00 metros cuadrados: 1 km2 = 100 00 00 m2.

1 miriámetro cuadrado es igual a 100 00 00 00 metros cuadrados: 1 mam2 = 100 00 00 00 m2.

Se usan medidas agrarias para medir campos. Sus unidades son:

1 hectárea es igual al hm2: ha = hm2 = 100 00 m2.

1 área es igual al dam2: a = dam2 = 100 m2.

1 centiárea igual al m2: ca = m2 = 1 m2.

Las unidades de superficie aumentan y disminuyen de 100 en 100.

La unidad superior vale 100 más que la inferior.

3.- Submúltiplos del metro cuadrado.

Son éstos:

1 decímetro cuadrado es igual a 0,01 metro cuadrado: 1 dm2 = 0,01 m2. 1 m2 tiene 100 dm2.

1 centímetro cuadrado es igual a 0,0001 metro cuadrado: 1 cm2 = 0,00 01 m2. El m2 tiene 100 00 cm2.

1 milímetro cuadrado es igual a 0,000001 metro cuadrado: 1 mm2 = 0,00 00 01 m2. El m2 tiene 100 00 00

m2. Las unidades de superficie aumentan y disminuyen de 100 en 100.

La unidad inferior vale 100 menos que la superior.



74


Medidas de capacidad

1. El litro. Las medidas de capacidad son las que sirven para medir líquidos. La unidad es el litro que es la capacidad de un decímetro cúbico. En el dibujo vemos que el líquido de un recipiente de 1 litro cabe en una caja que tiene un decímetro por cada lado. El litro se escribe abreviadamente l. 2. Múltiplos del litro. Son éstos: 1 decalitro es igual a 10 litros: 1 dal = 10 l. 1 hectolitro es igual a 100 litros: 1 hl = 100 l. 1 kilolitro es igual a 1000 litros: 1 kl = 1000 l. 1 mirialitro es igual a 10000 litros: 1 mal = 10000 l.

3.- Submúltiplos del litro. Son éstos: 1 decilitro es igual a 0,1 litro: 1 dl = 0,1 l. 1 litro tiene 10 decilitros. 1 centilitro es igual a 0,01 litro: 1 cl = 0,01 l. El litro tiene 100 centilitros. 1 mililitro es igual a 0,001 litro: 1 ml = 0,001 l. El litro tiene 1.000 mililitros.

4. Cambio de unidad. Cada unidad de capacidad es 10 veces mayor que la inmediata inferior y 10 veces menor que la inmediata superior. Para pasar de kl a hl multiplicaremos por 10 o correremos la coma un lugar a la derecha. Ejemplos: 18 kl = 180 hl: 17,35 hl =173,5 dal = 1735 l. Para pasar un litro a decalitro dividiremos por 10 o correremos la coma un lugar a la izquierda. Ejemplos: 80 l = 8 dal; 1375,2 l = 137,52 dal = 13,752 hl = 1,3752 kl.

Área y volumen del cilindro recto

En el dibujo vemos varios ejemplos de cilindros: un bidón de aceite, un tambor, un rodillo, un lápiz y una linterna.

El cilindro tiene dos bases que son dos círculos y una altura que es la perpendicular entre las dos bases. El lado.



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El lado AB se llama generatriz, porque al girar sobre el eje O'O engendra la superficie lateral del cilindro.

Observando esta figura contesta a estas cuestiones:

2.- Área lateral y total del cilindro.

Si cortamos la superficie de un cilindro por una generatriz y la extendemos sobre un plano obtendremos un

rectángulo cuya base es la longitud de la circunferencia de la base del cilindro (2 x p x r) y la altura será su

generatriz. Área lateral = 2 x p x r x g.

El área lateral de un cilindro es igual al producto de la longitud de la circunferencia de la base por la generatriz o

altura.

Para hallar el área total se suma al área lateral el área de las dos bases. El área de círculo es: p x r2

Área total = ( 2 x p x r x g ) + ( 2 x p x r2 ).

3.- Volumen del cilindro.

Recuerda que el volumen de un prisma es el producto de la superficie de la base por la altura.

Con el cilindro sucede el mismo caso. El volumen del cilindro es el producto del área del círculo de la base por la

altura. El área del círculo es p x r2 . El volumen del cilindro será p x r2 x altura.

Área y volumen del prisma

1. Área del prisma.

En este prisma hexagonal vemos que tiene 6 caras laterales que son rectángulos y 2 bases que son hexágonos.

El área lateral de un prisma es la suma de las áreas de sus caras laterales (los 6 rectángulos).

Las 6 caras laterales forman un rectángulo cuya base es el perímetro del hexágono de la base. Por tanto, el área

lateral del prisma es igual al producto del perímetro de la base por la altura.



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Área lateral = perímetro de la base x altura.

El área total es la suma del área lateral más el área de las 2 bases.

2.- Volumen del prisma.

El prisma rectangular del dibujo tiene 5 cm de largo, 4 cm de ancho y 3 cm de alto. En la primera capa de abajo hay

5 x 4 cm2. Como tiene 3 capas, el número de cm3 será 20 x 3 = 60 cm3.

El volumen del prisma rectangular es igual al producto de sus tres dimensiones.

En general, el volumen de cualquier prisma es igual al producto del área de la base por la altura.

Unidades de cantidad de calor y temperatura

Repaso de Unidades:

1 Kilo caloría (Kcal) = 4.186 Joule

1Watt = 1 Joule/Segundo

1Watt/hora = 1 Joule/segundo/3.600 segundo → 1W/hora = 3.600 Joule

4.186 Joule →→ 1 Kcal

3.600 Joule →→ 0,86 Kcal

1W/h = 3.600 Joule = 0,86 Kcal

Insolación (radiación solar directa y reflejada)

MJ/m².dia También es igual a: KW/h/m².dia MJ = Mega Joule = 106 Joule Joule/3.600 = W/h MJ/3.600 x 1000 = KW/h

Q = calor recibido o entregado

Q = c. m (Tf - Ti)

C = calor especifico (dato)

m = masa del objeto

Tf = temperatura final, la que deseo obtener con el colector

Ti = temperatura inicial, la que llega por la red de abastecimiento.



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Calculo de consumos de agua caliente.

Conceptos a tener en cuenta para el dimensionamiento de los sistemas de

calentamiento.

Ver carpeta Anexos: Manual Equipo de automatización y control

Dimensionamiento de Sistemas Solares Térmicos para Agua Caliente Sanitaria

Demanda de agua caliente

Consumo doméstico: entre 40-70 litros de agua caliente por persona y por día a 45 :C

El consumo en viviendas medias es de 100 l /pers/día

Ducha: 8 litros/minuto

El tanque debe tener de 1 a 1,5 la demanda diaria.

Demanda de Energía a suministrar en agua caliente: Q = c . m (Tf - Ti) Q = calor recibido o entregado. C = calor especifico del fluido calo-portador (dato) M = masa de agua Tf = temperatura final, la que deseo obtener con el colector Ti = temperatura inicial, la que llega por la red de abastecimiento.

Pre- dimensionamiento de campo de colectores (regla práctica):

1 m2 de colectores por cada 70 litros de agua caliente por día

Obtener Nº de colectores necesarios: Nº de colectores = Qc /I . η . A Qc = Energía de consumo. (lo obtengo de la fórmula anterior) I = Insolación (dato de tablas según localidad, mes e inclinación de paneles) η = rendimiento del colector (dato del fabricante) A = Área neta o área de absorción (dato del fabricante)

El principal parámetro que caracteriza la eficiencia de cualquier captador solar es la curva de rendimiento. En general, se define el rendimiento de un captador como la relación entre el flujo energético que le llega (es decir, la radiación solar) y la energía útil que se transmite al fluido calo-portador. Así, el rendimiento instantáneo de un captador varía en función de la insolación, la temperatura del agua que entra al captador, la temperatura ambiente, la temperatura de la placa y los materiales utilizados en la construcción del captador. Por este motivo, los fabricantes



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facilitan unas curvas de rendimiento que permiten evaluar la variación de la eficiencia de cada captador en función de las condiciones nombradas. Cuando se tome un periodo anual se ubicara el colector en una inclinación 15: mayor a la latitud del lugar (latitud

+15). Los colectores se orientaran hacia Norte geográfico, para el hemisferio Sur.

Fluido Calo-portador El fluido Calo-portador debe tener: -Buena Capacidad de transporte de energía -Requerir bajo poder de Bombeo -Permanecer en estado líquido en un amplio rango de temperaturas y presiones. -No facilitar la corrosión -Seguro y de bajo costo Como anticongelantes podrán utilizarse los productos, solos (etilenglicol o propilenglicol) o mezclados con agua. En todo caso, su calor específico no será inferior a 0,7 kcal/kgº Ca. La proporción de anticongelante de las mezclas asegurará que la temperatura de congelación del fluido sea 5ºC por debajo de la temperatura mínima local registrada. Las mezclas anticongelantes no se degradarán, ni se separarán los componentes de la mezcla, para las temperaturas

máximas de funcionamiento de la instalación. Cuando se utilicen mezclas anticongelantes preparadas

comercialmente el fabricante especificará la composición del producto y su duración o tiempo de vida en

condiciones normales de funcionamiento.

Dimensionamiento de acumulador

Calculo de volumen del acumulador:

50 a 180 l/m² de colector, adoptándose habitualmente 75L/m²

Preferentemente, el sistema de acumulación solar estará constituido por un solo depósito, será de configuración vertical y estará ubicado en zonas interiores. El volumen de acumulación podrá fraccionarse en dos o más depósitos, que se conectaran, preferentemente, en serie invertida en el circuito de consumo o en paralelo con los circuitos primarios y secundarios equilibrados. El motivo de esta disposición es todo caso la exigencia de que los circuitos estén equilibrados. La posibilidad de fragmentar el volumen de la acumulación refleja la necesidad de un equilibrio entre la eficiencia energética y las posibilidades de una instalación, ya que los grandes volúmenes tienen menores perdidas, pero implican mayor complejidad de realización y sustitución por deterioro.



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El dimensionamiento dependerá de 3 factores:

1) Superficie de colectores Instalada: 50 a 180 l/m² de colector, optimo 70-75L/m² de colector. Si quiero mayor temperatura de utilización, debe ser menos la capacidad de almacenamiento. Pero no permite que el colector transfiera suficiente calor en las horas de captación. Un volumen grande reduce la productividad (mucha agua para calentar). 2) Temperatura de Utilización. Relacionado con el punto anterior. Si se necesita mayor temperatura se buscara una menor relación volumen/ m². 3) Desfasaje entre Captación-Almacenamiento y Consumo: -Coincidencia entre el periodo de captación y el de uso: el volumen de acumulación será de 50 l/ m² o menor. -Desfasaje no mayor a 24 Hs: 75l/ m². Es el caso típico de una vivienda familiar. -Desfasaje entre 24 y 72 Hs. Acumulación mayor a 75/ m².

Regla Práctica: 70 Litros / persona y por cada m2 de colector

Intercambiador de Calor La superficie de intercambio debe ser entre 1/4 y 1/3 de la superficie útil de los colectores. Superficie intercambiador ≥0.20 superficie de captación de colectores. El serpentín debe estar en la parte más baja del acumulador para que la diferencia entre fluidos sea la mayor posible. Parámetros que caracterizan al intercambiador: -Rendimiento: energía introducida/obtenida, perdidas no deben ser menores a 5%, o sea el rendimiento debe ser mínimo de 95% Los intercambiadores interiores se consideran sin perdidas ya que esa energía va al agua en donde está sumergido.

-Eficacia: La eficacia se define como la relación entre la energía calorífica realmente intercambiada en la unidad de tiempo y la máxima que teóricamente podría intercambiarse si las temperaturas de los dos fluidos entre los que se realiza el intercambio térmico terminaran igualándose. Para un determinado caudal, la eficacia es una constante cuyo valor está comprendido entre cero y uno, y dependerá del área de la superficie de intercambio, de la forma y geometría de la misma y del material. Un diseño correcto del sistema exige un valor para la eficacia nunca inferior a 0,7. Los intercambiadores de calor deberán soportar la diferencia de presiones que puede ocurrir entre los circuitos que

separa, en las condiciones más desfavorables.

El vaso de expansión

La función del vaso de expansión es compensar los cambios de volumen del fluido de trabajo ocasionados por la

dilatación térmica, evitando el escape de fluido a través de la válvula de seguridad cuando este se calienta. Al

calentarse el circuito primario, una parte del fluido entra en el vaso de expansión, regresando al circuito cuando se

enfría, manteniendo así la presión en el circuito dentro del rango de presiones admisibles y siempre por encima de la

atmosférica, impidiéndose la introducción de aire en el circuito cuando vuelva a enfriarse.



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Dimensionamiento del vaso de expansión

El vaso de expansión debe compensar los cambios de volumen originados por la dilatación térmica, por lo que para

su correcto funcionamiento se deberá determinar el volumen necesario del vaso de expansión, que dependerá del

volumen contenido en el circuito, del coeficiente de dilatación del fluido y de un factor de presión función de las

presiones absolutas inicial y final.

Los tanques de expansión abiertos están ventilados y solo aseguran el espacio necesario para el aumento del

volumen. Su volumen será ≥ 6% del volumen total de la instalación.

La ecuación para el cálculo del volumen del depósito de expansión abierto es:

V = 1,25 Vc + 0.05 VR

Siendo:

V = Volumen del tanque de expansión

Vc = capacidad total de los colectores

VR = capacidad del resto del circuito

Los tanques de expansión cerrados son herméticos al agua y al aire y están presurizados.

La ecuación para el cálculo del volumen del depósito de expansión cerrado es:

V= Vt (0,2 + 0,01 h)

Siendo:

Vt = Volumen total del circuito primario

h = altura en metros entre el punto más alto del campo de colectores y el tanque de expansión.

Perdida de carga:

Caída de presión que experimenta un líquido en un ducto, depende de la longitud de la cañería, del diámetro,

velocidad, peso específico del fluido, de la rugosidad de la superficie del tubo y de las características de la corriente.

Circuito hidráulico

Un circuito hidráulico se define, en general, como el conjunto de elementos unidos de tal forma que permiten el

paso o circulación de la corriente hidráulica para conseguir algún efecto útil. El circuito hidráulico primario es el

encargado de establecer el movimiento de fluido que recoge la energía solar hasta el sistema de intercambio y

acumulación, y su retorno hasta los colectores. En el caso de la configuración con acumulación solar centralizada, el

circuito primario finalizaría en el intercambiador de calor externo o interno del depósito de acumulación,

A la hora de diseñar el circuito hidráulico es importante garantizar el equilibrio hidráulico, para lo cual resulta

primordial el estudio detallado del sistema de conexión de los captadores.

Los colectores se dispondrán en filas constituidas, preferentemente, por el mismo número de elementos. Las filas de

colectores se pueden conectar entre sí en paralelo, en serie o en serie-paralelo, debiéndose instalar válvulas de

cierre, en la entrada y salida de las distintas baterías de captadores y entre las bombas, de manera que puedan

utilizarse para aislamiento de estos componentes en labores de mantenimiento, sustitución, etc.

Además se instalara una válvula de seguridad por fila con el fin de proteger la instalación. La conexión en serie de

dos captadores conduce a un aumento de la temperatura de entrada del agua, y por tanto, conlleva una disminución

del rendimiento energético de la instalación.



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La disposición más adecuada es la de captadores conectados en paralelo, cuyas filas se conectan también en

paralelo, pero se ha de tener en cuenta que las conexiones en paralelo requieren mayor caudal de fluido y secciones

mayores de tuberías, con lo que se encarece la instalación.

Para asegurar el equilibrado hidráulico del circuito se debe conseguir una distribución uniforme del caudal, evitando

que existan recorridos preferentes que puedan originar que algunos grupos de captadores no reciban el caudal

suficiente de fluido para su correcto funcionamiento.

Se asegura que la perdida de carga no presenta grandes diferencias entre los distintos tramos y el circuito queda

equilibrado. A su vez, es importante que el diseño se realice de modo que la tubería general de retorno, por la que

circula el fluido calentado en los captadores, tenga el recorrido más corto posible.

Conexión de los captadores. a) En serie. b) En paralelo. c) En serie-paralelo.

Caudal del circuito primario

El caudal del fluido portador se determinara de acuerdo con las especificaciones del fabricante como consecuencia

del diseño de su producto. En su defecto su valor estará comprendido entre 1,2 litros/seg y 1,6 litros/seg, por cada 1

m2 de área de captadores.

Dimensionado de las Cañerías

El dimensionado de las tuberías del circuito primario se realiza de la forma habitual de cualquier circuito hidráulico,

según las leyes de la dinámica de fluidos en los tubos de sección constante.

Las tres variables de cálculo de una tubería son el caudal, la perdida de carga por rozamiento y la altura piezo-

metrica o presión en el conducto. En los circuitos de las instalaciones de energía solar térmica la altura piezométrica

se considera a priori igual a cero, debiendo la bomba de circulación proporcionar la necesaria para el movimiento del

líquido.

El Volumen de cañería en circuito secundario debe ser menor al 50 % del volumen de acumulación.



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Válvula de Sobrepresión

Todos los circuitos del sistema deberán estar diseñados de forma que nunca se sobrepase la máxima presión

soportada por cada uno de los materiales. Para ello, deberán estar provistos de válvulas de seguridad configuradas a

una presión que garantice que en cualquier punto del circuito no se supere la presión máxima de trabajo de los

componentes.

Los materiales del sistema de agua caliente por energía solar deberán soportar las máximas presiones de trabajo que

puedan alcanzarse, así como, después de alcanzar la presión máxima, el sistema debe volver a su forma normal de

funcionamiento, sin que el usuario tenga que hacer ninguna actuación.

Válvula Anti-retorno

La circulación natural que produce el flujo inverso se puede favorecer cuando el acumulador se encuentra por

debajo del colector por lo que habrá que tomar, en esos casos, las precauciones oportunas para evitarlo.

Se colocarán sistemas anti-retorno en los circuitos primario y secundario para evitar la circulación inversa.

En equipos con circulación forzada se aconseja utilizar una válvula anti-retorno que sólo permite el movimiento del

fluido en el sentido de calentamiento.

Bombas

Las bombas de circulación preferentemente serán del tipo en línea.

Siempre que sea posible, las bombas en línea se montarán en las zonas más frías del circuito y en tramos de tubería

verticales, evitando las zonas más bajas del circuito.

Sistemas de Control

La bomba no debe circular siempre, sino que debe imitar a la circulación natural. Es decir: cuando el líquido del

colector solar este más caliente que el acumulador, está debe ponerse en marcha. Para eso de usa un termostato

diferencial.

Termostato Diferencial:

Consta de dos o más sensores de temperatura. Uno de estos sensores se coloca a la salida del panel solar, de modo

que toque el fluido. El otro sensor se coloca en la zona central del acumulador. Y se conecta a la bomba.

El Termostato Diferencial compara las temperaturas, cuando hay una diferencia (mayor en los colectores) se inicia el

proceso. Esa diferencia puede ser de 3:C o más según los requerimientos. Como señalización mínima debe tener

señal luminosa de encendido de la bomba. También actúa cuando la bomba está a 3 grados de la temperatura de

congelamiento.

Válvula Mezcladora Termostática:

El elemento regulador del mezclador termostático es un sensor de temperatura completamente sumergido en el

conducto de salida del agua mezclada que, al dilatarse y contraerse, establece de modo continuo la proporción

adecuada de agua caliente y fría.



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Sistemas Térmicos Auxiliares

Compensa la pérdida de captación de la energía solar durante los días nublados puede ser obtenida mediante

electricidad, gas u otros. En las instalaciones pequeñas se acostumbra colocar una resistencia eléctrica incorporada

con un termostato. También se utiliza el conexionado en serie con el termo-tanque como sistema auxiliar.

Construcción de Horno Solar

Horno Solar por efecto invernadero

El horno solar, es uno de los primeros electrodomésticos creados a base de energía solar y los resultados que se

obtienen con su rendimiento son excelentes.

1 Ollas oscuras y bien tapadas.

2 Reflectores: Se puede ajustar el ángulo son un soporte.

3 Vidrio: de 3mm mínimo por seguridad. Si se realiza con doble vidriado, el espacio entre ambos vidrios debe ser el

mínimo posible. No se recomiendan plásticos.

4 Paredes del horno aisladas, el material interior debe ser a prueba de humedad, no debe producir vapores o

derretirse a temperaturas de 150ºC.

Usos del Horno Solar:

El Horno sólo funciona con rayos directos de sol. Nubes, bruma y polvo reducen la radiación, prolongando el

tiempo de cocción. Por el contrario la temperatura del aire tiente bastante poca influencia.

Colocarlo en un lugar resguardado del viento donde no le dé la sombra durante el tiempo de cocción.

Para captar el máximo de radiación, hay que orientar correctamente el Horno Solar hacia el sol. El reflector

sirve para amplificar la captación de luz.

Para aprovechar al máximo el calor, no debería ser abierto durante la cocción, excepto muy brevemente. Es

preferible que a añadamos todos los ingredientes desde el principio. Es inútil remover ya que nada se puede

quemar ni desbordar.



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El tiempo de cocción depende del plato que queramos cocinar, de la cantidad y de la intensidad del sol, pero

está entre las 2 y las 4 horas. Debido a que los alimentos no pueden cocer en exceso en el horno solar,

pueden dejarse sin problemas durante más tiempo. Normalmente se alcanzan temperaturas de 120° a

150°C. Sólo los fritos y las crujientes parrilladas son imposibles en el Horno Solar. Los mejores resultados los

obtiene en la cocina de platos cocidos como cereales, legumbres y verduras. En vista de que no existen

pérdidas de agua por evaporación, la cantidad usada debe ser reducida aprox. a un tercio.

El Horno se presta igualmente a todo tipo de asados así como a las cocción de pan y similares. Otras

utilizaciones pueden ser el tostar nueces, esterilizar/frutas, hervir agua para hacerla potable.

Para mantener los alimentos cocinados en caliente, basta con mantener la tapa cerrada. Con un acumulador

de calor como un trozo de hierro o una piedra, las comidas permanecerán calientes aún más tiempo. Así

mismo pueden actuar manteniendo la temperatura cuando desaparece momentáneamente el sol (lo que es

de especial importancia para las cocción del pan).

Para obtener un mejor rendimiento las cacerolas deberían ser de un color exterior oscuro, preferiblemente

negro, estar hechas en metal y tener una tapa que cierre bien. Se consiguen menores tiempos de cocción

utilizando cacerolas de aluminio de paredes finas y repartiendo la comida en varios recipientes que reposen

sobre una rejilla de metal puro de 1 a 2 mm de espesor. Si se cuecen legumbres secas es necesario haberlas

puesto a remojo anteriormente, añadiendo la sal sólo al final.

Con excepción de la limpieza de los cristales cuando se ensucien, no exige de mayor mantenimiento. Aunque

haya sido tratado con barnices para exteriores no es conveniente dejarlo a la intemperie y hay que

protegerlo especialmente del agua

Ventajas y desventajas de los hornos solares

El horno solar nos brinda más de una ventaja, primeramente debemos recalcar que es una alternativa para

disminuir el consumo de productos contaminantes como los hidrocarburos los cuales generan el dióxido de

carbono y el metano. Es una opción excelente para aquellos que no pueden acceder a electrodomésticos o

estufas; es de bajo costo y puede utilizarse en casi todos los lugares con materiales sencillos, y por último

podemos cocinar cualquier tipo de alimento. Entre las desventajas, señalamos que tarda un tiempo

considerable para cocer la comida y para muchos puede considerarse una gran pérdida de tiempo; y su otra

particularidad es que su uso dependerá siempre de la intensidad de los rayos solares por lo que no puede

utilizarse en días de invierno.



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El propósito de este informe es resumir los principios básicos que han sido utilizados en el

diseño de las cocinas solares.

Se utilizan las cocinas solares, principalmente, para cocer comida y pasteurizar agua, aunque continuamente

se desarrollan usos adicionales. Numerosos factores, incluyendo el acceso a los materiales, la disponibilidad

de los carburantes de cocinas tradicionales, el clima, las preferencias

Fig. 1. Cocina solar: cubierta, ventana y reflector

En cuanto a la alimentación factores culturales y capacidades técnicas, favorecen que las

cocinas solares sean asequibles para las personas.

Con un conocimiento de los principios básicos de la energía solar y un acceso a materiales simples, como el

cartón, el papel de aluminio y el cristal, se puede construir una cocina solar eficaz. Las líneas generales de

este informe son los principios básicos del diseño de las cocinas solares, así como identificar un amplio

abanico de materiales que pueden utilizarse en su construcción.

Estos principios se presentan, en líneas generales, para que sean aplicables a una amplia variedad de

problemas de diseño. Si se necesita cocinar comida, pasteurizar agua, o secar pescado o grano, se aplican los

principios básicos de la energía solar, transferencia de calor y materiales. Nosotros nos comprometemos

aplicando una amplia variedad de materiales y técnicas para que se pueda hacer un uso directo de la energía

del sol.



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Seguidamente veremos los conceptos generales más relevantes para el diseño o la modificación de una

cocina solar:

1. Materiales necesarios

2. Diseño y proporciones

3. Realización de la cocina solar

4. Factores culturales

PRINCIPIOS DE CALOR

El propósito básico de una cocina solar es calentar cosas - cocinar comida, purificar el agua y esterilizar

instrumentos - por mencionar unos pocos.

Una cocina solar cuece porque el interior de la caja se ha calentado por la energía del sol. La luz solar, tanto

directa como reflejada, entra en la caja solar a través de la parte superior de cristal o de plástico. Calienta el

interior siendo la energía absorbida por la plancha negra y cocina lo que hay dentro de las ollas. Este calor

en el interior causa que la temperatura dentro de la cocina solar aumente hasta que el calor que se pierda de

la cocina sea igual al aumento del calor solar. Se alcanzan fácilmente temperaturas suficientes para cocinar

comida y pasteurizar agua.

Dadas dos cajas que tienen la misma capacidad de retener calor, la que tenga más ganancia, por una luz solar

más fuerte o por luz solar adicional vía reflector, su interior se calentará más.

Los siguientes principios de calor se considerarán en primer lugar:

A. Ganancia de calor

B. Pérdida de calor

C. Almacenaje de calor

A. GANANCIA DE CALOR.

EFECTO INVERNADERO: este efecto es el resultado del calor en espacios cerrados en los que el sol incide

a través de un material transparente como el cristal o el plástico. La luz visible pasa fácilmente a través del

cristal y es absorbida y reflejada por los materiales que estén en el espacio cerrado. La energía de la luz que

es absorbida por

Fig. 2. El efecto invernadero

Las ollas negras y la plancha negra debajo de las ollas se convierten en energía

calorífica que tiene una mayor longitud de onda, e irradia desde el interior de los

materiales. La mayoría de esta energía radiante, a causa de esta mayor longitud de

onda, no puede atravesar el cristal y por consiguiente es atrapada en el interior del

espacio cerrado. La luz reflejada, o se absorbe por los otros materiales en el espacio

o atraviesa el cristal si no cambia su longitud de onda.



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Debido a la acción de la cocina solar, el calor que es recogido por la plancha y las ollas de metal negro

absorbente es conducido a través de esos materiales para calentar y cocinar la comida.

Fig. 3. Orientación del vidrio

ORIENTACIÓN DEL CRISTAL: Cuanto más directamente se encare el cristal al sol,

mayor será la ganancia del calor solar Aunque el cristal es del mismo tamaño en la caja

1 y en la caja 2, el sol brilla más a través de la caja 2 porque se encara al sol más

directamente. Hay que tener en cuenta que la caja 2 también tiene mayor área de muro a

través del cual puede perder calor.

Fig. 4. Reflectores para ganancia adicional

REFLECTORES, GANANCIA ADICIONAL: Uno o múltiples reflectores hacen rebotar una luz - solar

adicional a través del cristal y dentro de la caja solar. Esta mayor entrada de energía solar produce unas

temperaturas más altas en la cocina.

B. PÉRDIDA DE CALOR

La Segunda Ley de la Termodinámica plantea que el calor siempre viaja de lo caliente a lo frío. El calor

dentro de una cocina solar se pierde por tres vías fundamentales:

CONDUCCION

RADIACION

CONVECCION

CONDUCCION: El asa de una olla de metal puesta en una cocina o fuego se calienta gracias a la

transferencia de calor desde el fuego a través de los materiales de la cacerola hacia los materiales del asa. En

el mismo sentido, el calor dentro de una cocina solar se pierde cuando viaja a través de las moléculas de las

hojas de aluminio, el cristal, el cart6n, el aire y el aislamiento, hacia el aire fuera de la caja. .

Fig. 5. El calor es conducido a través de la cazuela al asa.

La chapa absorbente calentada por el sol conduce el calor a la parte inferior de las cacerolas.

Para prevenir la pérdida de este calor vía conducción a través de la parte inferior de la cocina, la

chapa absorbente se eleva de la parte inferior utilizando pequeños espaciadores aislantes como se observa en

la figura 6.



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Fig. 6. El calor se irradia desde la cazuela caliente

RADIACION: Lo que está tibio o caliente, - fuegos, cocinas, ollas y comida dentro de una

cocina solar - despide olas de calor, o irradia calor a su alrededor. Estas olas de calor se

irradian de los objetos calientes a través del aire o el espacio. La mayor parte del calor radiante que se

despide de las ollas calientes dentro de una cocina solar se refleja desde el estaño y el cristal de vuelta a las

ollas y a la bandeja inferior. Aunque los vidrios transparentes atrapan la mayoría del calor radiante, un poco

escapa directamente a través del vidrio. El cristal atrapa el calor radiante mejor que la mayoría de los

plásticos.

Fig. 7. El aíre caliente puede escapar por las rendijas

CONVENCION: Las moléculas del aire entran y salen de la caja a través de las

rendijas. Las moléculas del aire calentadas dentro de una caja solar escapan, en primer

lugar a través de las rendijas alrededor de la tapa superior, por un lado de la puerta de la

cocina abierta, o imperfecciones en la construcción. El aire frío de fuera de la caja

también entra a través de estas aberturas.

C. ALMACENAMIENTO DE CALOR

Cuando la densidad y el peso de los materiales dentro del armazón aislado de la cocina solar aumentan, la

capacidad de la caja de mantener el calor se incrementa. El interior de la caja incluye materiales pesados

como rocas, ladrillos, cazuelas pesadas, agua o comida dura que tarda mucho tiempo en calentarse a causa

de esta capacidad de almacenaje del calor adicional. La energía entrante se almacena como calor en estos

materiales pesados, retardando que el aire de la caja se caliente.

Estos materiales densos, cargados con calor, irradiarán ese calor dentro de la caja, manteniéndola caliente

durante un largo periodo de tiempo aunque el día se acabe.

Fig. 8. Masa térmica dentro de la cocina solar

1. MATERIALES INDISPENSABLES

Hay tres clases de materiales que se utilizan típicamente en la construcción de las cocinas solares. Una

propiedad que debe considerarse al seleccionar los materiales es la resistencia a la humedad.

A. Material para la estructura

B. Aislantes

C. Material transparente

D. Resistencia a la humedad



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A. MATERIAL PARA LA ESTRUCTURA

Se necesitan materiales estructurales para que la caja tenga y conserve una configuración y una forma dada,

y sea duradera mucho tiempo.

Los materiales estructurales incluyen cartón, madera, madera contrachapada, mampostería, bambú, metal,

cemento, ladrillos, piedras, cristal, fibra :de vidrio, cañas tejidas, caña de indias, plástico, papel maché,

arcilla, tierra pisada, metales, corteza de árbol, telas aglomeradas con goma de pegar u otros materiales.

Muchos materiales que se comportan bien estructuralmente son demasiado densos para ser buenos aislantes.

Para proporcionar las dos cosas, tanto cualidades de estabilidad estructural como de buen aislante, se

necesita normalmente utilizar materiales distintos para la estructura y para el aislamiento.

B. AISLAMIENTO.

A fin de que la caja alcance en su interior temperaturas lo suficientemente altas para cocinar, los muros y la

parte inferior de la caja deben tener un buen valor de aislamiento (retención de calor). Se incluyen entre los

buenos materiales aislantes: hojas de aluminio (reflector brillante), plumas (las plumas de abajo son las

mejores), (lana de fibra de vidrio, lana de roca*), celulosa, cascarillas de arroz, lana, paja y periódicos

arrugados.

Cuando se construye una cocina solar, es importante que los materiales aislantes rodeen el interior de la

cavidad donde se cocina de la caja solar por todos los lados excepto por el lado acristalado normalmente el

superior. Los materiales aislantes deben ser instalados para permitir la mínima conducción de calor desde los

materiales estructurales del interior de la caja hacia los materiales estructurales del exterior de la caja.

Cuanta menos pérdida de calor haya en la parte inferior de la caja, más altas serán las temperaturas de

cocción.

C. MATERIAL TRANSPARENTE.

Finalmente una superficie de la caja debe ser transparente y encararse al sol para suministrar calor vía

"efecto invernadero". Los materiales vidriados más comunes son el cristal y el plástico resistente a altas

temperaturas como las bolsas para asar que se usan en las cocinas. Se utiliza doble vidrio, bien de cristal o

de plástico para influir tanto en la ganancia como en la pérdida de calor. Dependiendo del material que se

use, la transmisión - la ganancia de calor puede reducirse entre un 5/15%.

Sin embargo, gracias a reducir a la mitad la pérdida de calor a través del cristal o del plástico, el resultado

global de la caja solar se incrementa.

D. RESISTENCIA A LA HUMEDAD

La mayoría de la comida que se cuece en una cocina solar contiene humedad. Cuando el agua o los

alimentos se calientan en la cocina solar, se crea una presión de vapor, conduciendo la humedad desde el

interior al exterior de la caja, Hay varias maneras de que esta humedad pueda salir. Puede escapar

directamente a través de los huecos y las grietas de la caja o introducirse en las paredes y la parte inferior de

la caja si no hay una barrera de humedad. Si la caja se diseña con cierres herméticos y barreras de humedad,

el vapor de agua puede ser retenido dentro de la cámara de la cocina. En el diseño de la mayoría de las

cocinas solares, es importante que la mayoría de la parte interior de la cocina tenga una buena barrera de

vapor. Esta barrera impedirá desperfectos por agua en los materiales de la cocina, tanto aislantes como

estructurales, a causa de la lenta migración del vapor de agua a los muros y a la parte inferior de la cocina.



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2. DISEÑO Y PROPORCIONES

A. TAMAÑO DE LA CAJA

Fig. 9. Materiales: estructura de aislamiento y resistentes a la humedad

Una cocina solar debe clasificarse según el tamaño tomando en consideración los

siguientes factores

- El tamaño debe permitir la mayor cantidad de comida que se cocina normalmente.

- Si la caja necesita trasladarse a menudo, no debe ser tan grande como para dificultar

esta tarea.

- El diseño de la caja debe adaptarse a los productos de cocina de que se dispone, o que se usan

normalmente.

B. EL AREA DE ACUMULACION SOLAR EN RELACIÓN AL VOLUMEN DE LA CAIA

Siendo todo igual, cuanto más grande sea el área de acumulación solar de la caja en relación al área de

pérdida de calor de la misma, tanta más alta será la temperatura de cocción.

Dadas dos cajas que tengan áreas de acumulación solar de igual tamaño y proporción, aquella de menor

profundidad será más caliente porque tiene menos área de pérdida de calor.

C. PROPORCION DE LA COCINA SOLAR

Una cocina solar puesta de cara al sol de mediodía debe ser más larga en la dimensión este/oeste para hacer

un mejor uso del reflector sobre un periodo de cocción de varias horas. Mientras el sol viaja a través del

cielo, esta configuración da como resultado una temperatura de cocción más constante. Con cocinas

cuadradas o aquellas cuya dimensión más larga sea la norte/sur, un porcentaje mayor de luz solar se reflejará

por la mañana temprano y por la tarde desde el reflector al suelo, perdiendo la caja área de acumulación.

D. REFLECTOR.

Se emplean uno o más reflectores para hacer rebotar luz adicional dentro de la caja solar a fin de aumentar la

temperatura de cocción. Este componente es opcional en climas ecuatoriales pero incrementa el resultado de

cocción en regiones templadas del mundo. Ver figura 4.

3. UTILIZACION DE LA COCINA SOLAR

Lo hermoso de las cocinas solares, entre otras cosas, es su facilidad de utilización. Para cocinar al mediodía

en una latitud de 20º N - 20º S, las cocinas sin reflector necesitan reposicionarse un poco para encararlo al

sol mientras ‚éste se mueve a través del cielo. La caja se pone de cara al sol que está alto en el cielo durante

una buena parte del día. Las cajas con reflectores deben ponerse hacia el sol de la mañana o de la tarde para

hacer que cocine esos momentos del día.

Las cocinas solares que se usan con reflectores en zonas templadas funcionan con temperaturas más altas si

la caja se reposiciona para encararla al sol cada una o dos horas. Este ajuste de posición hace que sea menos

necesario que la dimensión este/oeste de la caja se incremente en relación a la dimensión norte/sur.



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4. FACTORES CULTURALES

Además de los aspectos técnicos del diseño de la cocina solar, que destacan en primer lugar, también juegan

un papel principal en transferir a la cocina solar una tecnología que funcione con éxito, factores que incluyen

la cultura, una tecnología adecuada, así como aspectos estéticos.

Fig. 10. Las cajas solares más anchas captan más radiación solar del este y del oeste

A través de los siglos, la energía del sol ha sido utilizada de numerosas maneras. Con la cocina solar, como

con otras iniciativas, algunos diseños abordan mejor el cometido que otros. La

tecnología que se diseña para realizar eficazmente una tarea dada como encontrar

ciertos usos de la energía, medioambientales, sociales, culturales y/o de estándares

estéticos, se mencionan como "tecnología adecuada".

Desafortunadamente, el campo de la cocina solar tiene una parte de mecanismos en los

que faltan estas bases técnicas y criterios sociales. Por ejemplo, las cocinas parabólicas

pueden cocinar comida, pero comparada con el enfoque de la cocina solar son más

difíciles de construir, necesitan materiales especializados y reenfocarse constantemente, puede quemar la

comida y no son probablemente tan aceptadas en la mayor parte de los contextos sociales y culturales. De

hecho, a causa de una buena publicidad de los defectos de estos mecanismos en algunos proyectos de

desarrollo de los años 60, muchos aún creen que la cocina solar no es factible.

Lo mejor del diseño de una cocina solar dada es que encuentre criterios de tecnología apropiada, y lo más

adecuado es aprovechar esto para usarlo. Una tecnología apropiada de bajo coste es simplemente excavar un

hoyo poco profundo en el suelo, aislar la parte de abajo con hierba seca u hojas, poner la comida o el agua

en un recipiente oscuro, y colocar cristal sobre la parte de arriba. En la otra esquina de la escala tecnológica

de alto coste, los mismos principios solares pueden usarse con una construcción estándar y con materiales

aislantes, y con vidrios de alto rendimiento y baja emisión, que integren arquitectónicamente una cocina

solar en el lado sur de una cocina actual. La puerta de la cocina solar puede estar en el muro, a una altura

conveniente cerca del microondas ***.

Las cocinas solares de cajas de cartón pueden ser apropiadas para muchas culturas, porque los materiales

son generalmente asequibles y baratos. Pero las desventajas del cartón incluyen susceptibilidades por la

barrera de humedad y la carencia de durabilidad comparado con otros materiales.

La estética es normalmente importante. Las culturas que tienen como normales, las formas redondeadas

pueden rechazar el concepto global de cocina solar a causa de que la caja es cuadrada. Y ciertos estratos

sociales pueden rechazar el cartón como un material "barato" para usarlo.

Es importante que los principios básicos del diseño solar no sean rechazados a causa de errores de modelos

solares particulares o métodos de tecnología transferidos.

Ciertamente una de las ventajas de que las personas diseñen sus propias cocinas solares es que aplicarán los

principios solares usando sus propios materiales y su sentido de la estética. Las personas que construyen sus

casas y mobiliarios de madera o bambú, generalmente incluyen estos materiales en su diseño de cocina. Una

decoración exterior de cajas solares utilizando diversas pinturas y texturas también ayuda a integrar las

cocinas en una cultura dada. Hay muchas formas que pueden comprender la función solar.



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Hay otros variados factores que afectarán al diseño de las cocinas solares: la localización de la cocina solar y

de la actividad de la cocina, el que la cocina sea fija o portátil, la hora del día que se usa y la importancia del

cocinar como una actividad social.

El proyecto de la cocina solar en el Himalaya indio, pagado por el Proyecto IndoAlemán Dhauladhar, es una

aplicación afortunada de los principios de la cocina solar que necesita una cultura particular: La cocina fija

se construye de tierra y ladrillos y se coloca doble vidrio. La cocina con el interior de estaño-aluminio se

fabrica de contenedores de aceite o ghee usado. Cascarillas de cáscara de arroz proporcionan aislamiento

alrededor de la cocina, con el estaño.

Los materiales proceden de la economía de mercado (cristal, pintura negra, clavos), de la economía local

(mano de obra, madera), y de economía de subsistencia no monetaria (adobes, bambú, tejidos). Utilizando

materiales y técnicas sencillos es fácil preparar a los constructores y ayudar a la gente a mantener sus

cocinas.

Los participantes en el Proyecto Dhauladhar, gracias a la adaptación de los conceptos de la cocina solar a las

necesidades y costumbres locales, demostraron un proceso de transferencia de tecnología eficaz.

Aunque además del ámbito de esta discusión de los principios de diseño, merecen apuntarse otros factores

críticos a la implantación con éxito a largo plazo de la cocina solar.

Para conseguir el éxito de la transferencia de la tecnología de la cocina solar de una cultura a otra, es

necesario un puente duradero y perdurable. Los individuos de las dos culturas forman ese puente. Las

personas de la cultura donde se implanta deben tener un alto grado de sensibilidad cultural y realizar el

compromiso en un momento dado. El éxito es más probable si los individuos de la cultura transferida son

líderes de sus propias comunidades. Cuanto mejor trabajen estos individuos juntos, esto jugará un papel

importante en el éxito o el fracaso del proceso. La comunidad es, por definición, una red de actividades

interconectadas. Para que la cocina solar se convierta en una parte de la cultura local, debe ser considerada

en el contexto de las actividades de la comunidad, tales como economía local, trabajo, cuidado de la salud,

actividades sociales, recursos energéticos, deforestación, educación, infraestructura técnica y otros.

La cocina solar ya ha sido probada en una amplia variedad de culturas. Pero sólo hemos arañado la

superficie. Aún tenemos que darnos cuenta de los beneficios potencialmente espectaculares de este recurso

en temas como el hambre mundial, salud y deforestación.

Uno de los propósitos originales de "Solar Box Cookers Northwest" es promover la causa de la cocina solar

en todo el mundo mediante la transferencia de información, distribución y tecnología. Si quieres trabajar con

nosotros, estaríamos encantados de comentar nuestro trabajo y cualquiera de tus ideas. También nos gustaría

ver nuevos diseños y fotos. Por favor, contacta con nosotros en la dirección que aparece al principio.

Nota Ed.: *en el hemisferio norte

Notas de Trd. *Dado el factor de riesgo para la salud de estos materiales, nosotros recomendamos no utilizarlos. En cambio el

corcho (que no se cita en el artículo por ser un material poco utilizado USA), sustituye a estos presentado propiedades de

aislamientos similares.

*** También, y más recomendable, es el uso de un horno a gas.

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