puntos sensibles

TÉCNICO PRÁCTICO
El 90% de las fallas operacionales de los Sistemas Solares Térmicos (SST) se originan en errores
en montaje e instalación. Un tercio de éstos corresponde a una concepción equívoca
del funcionamiento del sistema y el resto se debe a la deficiente calidad del trabajo realizado
en terreno.
SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS
PUNTOS SENSIBLES
en la instalación
GERALDINE ORMAZÁBAL N.
Unión de materiales
de distinta marca
y proveedor
Periodista SustentaBiT
U
NA DE LAS PRINCIPALES piedras de tope para el desarrollo de la energía solar térmica consiste en su instalación.
Los errores en el montaje atentan contra su éxito, deteniendo
su despegue definitivo. Instituciones académicas e incluso las
mismas empresas proveedoras de colectores, y las de ingeniería, se han hecho cargo del tema capacitando equipos de trabajo. Tras conocer el funcionamiento de la tecnología, uno
de los principales ejercicios es reconocer los errores más frecuentes. En este
artículo se entrega una descripción de las dificultades y problemas más recurrentes en la operación de los SST y algunas propuestas para evitarlos.
FUGAS EN EL CIRCUITO PRIMARIO
Las filtraciones son el problema más frecuente y se producen tanto en la
cubierta del colector, como en el absorbedor y en el acumulador. “Las roturas en los componentes de los equipos y en las cañerías, que producen
las filtraciones, son problemas asociados a instalación, no a la calidad del
material si es que se han instalado equipos certificados. Una soldadura mal
hecha y un purgador no aprisionado correctamente representan algunas de
las causas. Todo ello se debe a la calidad del trabajo realizado, a errores
humanos en las lógicas de conexión, al momento de soldar y unir”, específica Felipe Jirón, jefe de Ingeniería y Postventa de Junkers Chile, filial de
Robert Bosch S.A. Una forma de superar esta situación, es facilitar las
herramientas adecuadas y que los instaladores las utilicen para no forzar
los materiales y así no disminuir sus propiedades técnicas.
TUBERÍAS
En el circuito de distribución el principal problema es la pérdida de energía. Los errores de instalación, que restan eficiencia al sistema, se relacionan con daños o mal aislamiento de las tuberías, como es el deterioro del
16 SUSTENTABIT 4 / MARZO 2010
Mal acabado en pieza
de cobre
material aislante por radiación UV. Sin embargo, junto con la calidad de la aislación influye el diámetro de las cañerías. “Una mala
elección del diámetro también genera problemas de conductividad, ya que si es demasiado
estrecha el agua avanza velozmente y en régimen turbulento, produciéndose mayor pérdida de calor que cuando el fluido se mueve en
régimen laminar, es decir, sin turbulencia o
remolinos dentro de la tubería”, aclara Felipe
Jirón. Por su parte, Claudio Milla, Ingeniero
de Sistemas de Isener S.A. y Master© en Energías Renovables, plantea que “analizando con
detención el diámetro y además, la longitud
de las cañerías en la etapa de diseño, es posible conseguir un equilibrio hidráulico de las
líneas, y lograr que pase la misma cantidad de
agua por todos los colectores para rescatar la
energía captada”.
SOBRECALENTAMIENTO
Entre los elementos ineludibles de una solución solar figura un método de protección
contra el sobrecalentamiento, cuando no existe y todos los componentes trabajan permanentemente a altas temperaturas, disminuye
la vida útil de los equipos. Un óptimo dimensionamiento, en función de la demanda, soluciona este problema: si el agua circula porque
se consume en el día, el sistema se refrigera.
Adicionalmente, de esta forma también se evita la aparición de legionela,
bacteria que prolifera en aguas estancadas. “Mantener una recirculación en
la acumulación de agua es la manera
de prevenir este fenómeno, es necesario, entonces, un correcto dimensionamiento del volumen de acumulación. El subdimensionar tiene como
Paneles no alineados
Mala fusión de cañerías
Purgador de aire
no está instalado
en la vertical
Válvula de expansión
invertida
y tubería de PVC
SUSTENTABIT 4 / MARZO 2010 17
PROBLEMAS
RELATIVOS A
EQUIPOS Y
MATERIALES (NO
A MONTAJE)
SE LIMITAN
INSTALANDO
SISTEMAS Y
COMPONENTES
CERTIFICADOS,
YA QUE PARA
OBTENER ESTE
TÍTULO SON
SOMETIDOS
A EXIGENTES
PRUEBAS.
18 SUSTENTABIT 4 / MARZO 2010
inconvenientes asociados sobrecalentamientos, pérdida de eficiencia en los colectores,
incumplimiento de los requerimientos en
hora pick, entre otros. Por otro lado, el sobredimensionar involucra estancamiento de
agua, baja temperatura en la acumulación y
mayor costo del proyecto por contemplar
más estanques de acumulación”, explica
Claudio Milla.
CORROSIÓN EN LOS EQUIPOS
Los problemas de corrosión y oxidación en los
equipos están asociados a la baja calidad de
los materiales escogidos y a su poca capacidad
para exponerse a las altas temperaturas que se
alcanzan en los SST. Claudio Milla asegura
que todos los materiales tienen pros y contras,
y precisa que “lo importante es conocer sus
propiedades técnicas y saber cómo reaccionan
frente a determinados estímulos”. El profesional de Junkers, por su parte, sólo recomienda
el uso de cobre y soldadura de plata en el sistema primario, porque “cuando los sistemas
están diseñados para amplias coberturas y baja
la demanda, la temperatura de los colectores
aumenta, puede llegar incluso hasta 140º,
afectando al fluido anticongelante (glicol) que
se separa del agua y se evapora. De acuerdo a
esto, dentro de los colectores hay vapor, no
líquido, y las tuberías en base a polímeros
funcionan con líquido caliente, no vapor caliente, siendo el cobre el único material que
responde en ambas condiciones”. Además, es
importante precisar que el glicol sobre cierta
temperatura (aprox. 135 ºC) se degrada convirtiéndose en un agente corrosivo que ataca
los metales.
Aislante deteriorado
por radiación UV
ESTRUCTURA SOPORTANTE
Colapsos estructurales en techumbres y losas,
junto con el arranque de los paneles por la acción del viento, son escenarios a considerar a
la hora del diseño y de la instalación. En este
sentido, resulta fundamental un estudio estructural previo al montaje. Primero, para determinar la estructura soportante de la instalación solar hay que tener en cuenta variables
como la altura y la condicionante de vientos,
y en cuanto al tipo de perfilería, el material y
la resistencia mecánica. Al peso de los colectores hay que sumar el de la estructura soportante y cuando sea necesario, reforzar techos y
losas. Por otro lado, resulta imprescindible
utilizar elementos de fijación.
INCLINACIÓN/ORIENTACIÓN
Los sistemas pierden eficiencia al captar menos energía por errores de instalación asociados a la orientación y a la inclinación de los
colectores. Por supuesto, esto se define en los
estudios de ingeniería previos, donde se calcula la captación de energía y las pérdidas por
sombra, presión y/o succión del viento. Sin
embargo, como regla general se puede establecer que la inclinación óptima es aquella que
da un mejor resultado aportación/consumo.
Esto se traduce a grandes rasgos, la latitud
más 10º para maximizar aporte en calefacción
y latitud menos 10º para maximizar aporte en
agua caliente.
En cuanto a la orientación, Felipe Jirón contradiciendo la postura comúnmente aceptada
asegura que “no necesariamente la orientación
norte es la mejor, dependerá de la inclinación
que tenga el sol. Por ejemplo, si es una zona
GENTILEZA DEUMAN
Corrosión
Uso de soldadura
de estaño
donde está nublado hasta las dos de la tarde, la
orientación norte no sirve para captar la radiación directa”. Esta realidad es común en zonas
costeras por los vientos, la presencia de bruma
y la salinidad de ésta. Por lo tanto, lograr la
mayor superficie de captación de acuerdo al
momento de mayor radiación dependerá del
lugar geográfico y de las condiciones climáticas
de la zona. Y, además de conocer las características técnicas del lugar de emplazamiento, es
recomendable saber lo que históricamente pasa
consultando incluso a los lugareños.
En conclusión, los SST deben responder a
un diseño correcto, el que se logra con un óptimo dimensionamiento de acuerdo a un riguroso levantamiento de datos sobre los consumos de agua y energía. En segundo lugar,
resulta clave la buena instalación y para esto
es esencial la comunicación interdisciplinaria
y la coordinación entre los equipos técnicos y
los que trabajan en terreno. En tercer lugar,
estos sistemas deben ser utilizados en forma
eficiente, para ello es importante una capacitación final al usuario, pues se cree erróneamente que esta tecnología permite un consumo desmedido. SS
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