Ingenieros diseñaron un sistema solar que podría transformar el consumo energético

Lucas Maidana y Gonzalo Morilla, egresados de Ingeniería Electromecánica de la UNNE, presentaron su Trabajo Final de Graduación con un proyecto para incorporar captadores solares al sistema de agua caliente del Instituto de Cardiología «Juana Francisca Cabral». Propusieron un rediseño que usaría la energía del sol para cubrir la mayor parte de ese consumo durante todo el año.

El aprovechamiento de la energía solar térmica para la generación de agua caliente sanitaria (ACS) se ha consolidado en los últimos años como una de las alternativas más eficientes y sostenibles para reducir el consumo de energías convencionales. En el contexto actual, caracterizado por el aumento de los costos energéticos y por la necesidad de avanzar hacia sistemas más sustentables, la incorporación de termotanques solares representa una oportunidad técnica y económica para optimizar la producción de agua caliente en instalaciones residenciales y edilicias.

Lucas José Maidana y Gonzalo Daniel Morilla, estudiantes de la carrera de Ingeniería Electromecánica de la Universidad Nacional del Nordeste, presentaron y defendieron un Trabajo Final de Graduación, un Proyecto Integral de instalación de colectores solares, incorporando criterios técnicos, normativos, económicos y operativos, en el Instituto de Cardiología Juana Francisca Cabral de la ciudad de Corrientes.

El trabajo contó con el asesoramiento y guía de los ingenieros Germán Edgardo Camprubí; José Leandro Basterra y Marcelo Fabián Larrea, docentes de la Facultad de Ingeniería de la UNNE. La exposición y defensa de un Proyecto Final, es una instancia obligatoria que los estudiantes de la Facultad de Ingeniería -en cualquiera de sus ramas- deben cumplir para poder graduarse. Los proyectos innovadores o que den solución a un problema concreto de la sociedad son propuestos en el ámbito académico, pero no necesariamente ejecutados posteriormente.

Relevamiento

El primer paso que dieron Maidana y Morilla fue recorrer las instalaciones del Instituto durante sus prácticas profesionales y relevar cómo estaba organizado el sistema de agua caliente. Lo que encontraron era una combinación de equipos: una caldera central —una especie de generador de calor que funciona como el motor del sistema—, calentadores eléctricos individuales y algunos calentadores solares que, en la práctica, estaban fuera de servicio.

El diagnóstico sobre por qué esos calentadores solares ya instalados no funcionaban fue uno de los hallazgos del relevamiento. Identificaron tres causas principales: los equipos eran de baja calidad desde el origen, estaban distribuidos sin una correcta coordinación entre sí, y nunca habían recibido mantenimiento de manera sistemática. En otras palabras, la tecnología solar ya había sido tomada como opción, pero sin la planificación necesaria para sostenerse en el tiempo.

A partir de ese diagnóstico, Maidana y Morilla se fijaron un conjunto de objetivos: medir cuánta energía consumía el sistema existente, calcular cuánta agua caliente necesitaba el hospital a lo largo del año, estudiar cuánta energía solar recibe Corrientes y, sobre esa base, diseñar una solución que integrara de manera ordenada los paneles solares con los equipos ya instalados.

Necesidad de Agua Caliente

Para entender la escala del objetivo planteado, es necesario conocer una particularidad de los edificios de salud: su consumo de agua caliente no es comparable al de un edificio de oficinas ni al de un bloque de viviendas. Los hospitales necesitan agua caliente de manera constante, durante las veinticuatro horas del día, los trescientos sesenta y cinco días del año, para higiene de pacientes, limpieza de instalaciones y servicios generales. Se estima que un establecimiento de estas características consume entre cuarenta y ochenta litros de agua caliente por cama por día, a una temperatura que debe mantenerse entre cuarenta y cinco y sesenta grados centígrados. En edificios de mayor envergadura, ese volumen puede superar los quinientos litros diarios.

Este consumo tiene un peso directo en la factura energética: en un hospital, calentar el agua puede representar entre el veinte y el treinta por ciento del gasto total de energía del edificio. Es, en términos simples, uno de los rubros más costosos de mantener en funcionamiento.

Ubicación estratégica

La condición geográfica que el trabajo de Maidana y Morilla puso en el centro del análisis: la provincia de Corrientes recibe, en promedio, entre 2,5 y 6,5 unidades de energía solar por metro cuadrado por día a lo largo del año. Esa cifra, que varía según la estación, sitúa a la región entre las zonas del país con mayor disponibilidad de este recurso.

Esto no es un dato menor. Significa que los paneles solares instalados en Corrientes pueden trabajar de manera productiva durante gran parte del año, incluso en invierno, cuando la cantidad de sol disminuye pero no desaparece. Estudios realizados en distintas regiones de Argentina indican que un sistema solar bien diseñado puede cubrir entre el sesenta y el setenta y cinco por ciento de la energía que un edificio necesita para calentar agua a lo largo de doce meses, sin que eso implique cortes ni interrupciones en el servicio.

Este contexto es el que convierte a la propuesta de los egresados en algo más que un ejercicio académico: la geografía de Corrientes hace que la energía solar sea, en términos prácticos, uno de los recursos más accesibles para reducir el gasto energético de un hospital.

Sistema en dos etapas

La propuesta presentada por Maidana y Morilla no busca reemplazar de un día para el otro toda la infraestructura existente. La propuesta funciona en dos etapas encadenadas. En la primera etapa, los paneles solares —instalados en el techo o en superficies con orientación al sol— captan el calor del sol y lo transfieren al agua que circula por el sistema. Ese proceso de calentamiento previo eleva la temperatura del agua antes de que llegue a los equipos convencionales. En la segunda etapa, la caldera y los calentadores eléctricos ya instalados reciben esa agua y, si es necesario, la terminan de calentar hasta la temperatura requerida. De esta manera, el sistema solar no reemplaza sino que reduce el trabajo que deben hacer los equipos tradicionales.

Estudios realizados en distintas regiones de Argentina indican que un sistema solar bien diseñado puede cubrir entre el sesenta y el setenta y cinco por ciento de la energía de un edificio.

Una de las decisiones técnicas del proyecto fue elegir que el agua circule por las cañerías impulsada por una bomba, en lugar de aprovechar el movimiento natural que produce la diferencia de temperatura —mecanismo conocido como termosifón—. Esta elección tiene una razón concreta: en un edificio hospitalario con muchos puntos de consumo y cañerías distribuidas en distintas áreas, el movimiento natural del agua no es suficiente para garantizar que el flujo llegue a todos lados con la presión adecuada. Una bomba resuelve ese problema y da al sistema mayor capacidad de control.

Precisamente, el control es otro de los componentes del diseño. El proyecto contempla la incorporación de un sistema automático que monitorea la temperatura del agua en distintos puntos y decide cuándo el sol aportó suficiente calor y cuándo deben intervenir los equipos convencionales. Esta coordinación entre la energía solar y los equipos de respaldo es la que garantiza que el hospital nunca se quede sin agua caliente, independientemente del clima del día.

Propuestas

Las conclusiones del trabajo fueron, en varios sentidos, una confirmación de las hipótesis de partida. El sistema solar, diseñado con las especificaciones adecuadas para el tamaño y el consumo del Instituto de Cardiología, demostró ser técnicamente realizable. La propuesta de usarlo como etapa previa al calentamiento convencional, con la caldera y los calentadores eléctricos como respaldo, resulta compatible con los requerimientos de continuidad que exige un hospital.

El proyecto también confirmó que incorporar paneles solares en este contexto no solo reduce la cantidad de gas y electricidad que el hospital necesita comprar, sino que también disminuye la presión de trabajo sobre los equipos convencionales, lo que puede extender su vida útil y reducir los costos de mantenimiento a largo plazo.

Desde el punto de vista del impacto en el medio ambiente, el sistema propuesto reduce la cantidad de dióxido de carbono que el hospital emite como consecuencia de su consumo de energía. En un momento en que las instituciones públicas enfrentan presión para reducir su huella ambiental, este tipo de medidas tiene un valor que va más allá del ahorro económico.

La inversión inicial estimada para llevar el proyecto adelante asciende a 117.462.015 pesos, equivalentes a aproximadamente 85.000 dólares al momento del cálculo. Se trata de un monto que, en el marco de los costos energéticos de un hospital público, los autores consideran recuperable en un plazo razonable gracias a la reducción sostenida del gasto en energía convencional.

FUENTE:DIARIO NORTE