Estufas solares - Revista Energy Management (2023)

Una serie de espejos reflejantes logran altas temperaturas para cocer alimentos de forma natural, lo que conlleva a un ahorro energético y al cuidado ambiental a través de la radiación solar.

Por Myriam Sánchez.

Otra de las aplicaciones de las estufas es la esterilización de instrumentos quirúrgicos.

Al considerarse como una fuente limpia, inagotable y presencial en cualquier parte del mundo, hoy en día se recurre constantemente a la energía que proporciona el Sol. Independientemente de que en algunos sitios es más notable su influencia, es utilizada para generar otro tipo de energía por medio de la radiación. Por ejemplo, se puede aprovechar para producir calor y tener la posibilidad de cocinar distintos alimentos en estufas solares de una forma ecológica y económica.

El ser humano, con el paso del tiempo, se ha visto en la necesidad de buscar la forma de cumplir con ciertos requerimientos que necesita, es por ello que creó la estufa para poder preparar sus alimentos. Estos dispositivos cuentan con diferentes métodos de funcionamiento; algunos trabajan con gas; otros, con electricidad; con leña o carbón, y el Sol, que actualmente empieza a implementarse como un recurso necesario para el cuidado del medioambiente.

De acuerdo con el presidente de la Asociación Nacional de Energía Solar (ANES), el doctor Álvaro Lentz, la mayoría de los dispositivos están conformados principalmente por superficies selectivas: reflectiva y absortiva. La reflectiva está compuesta por espejos que se encargan de reflejar la luz solar, mientras que la segunda superficie absorbe la energía de la radiación solar para transformarla en calor.

Para lograr un buen desempeño de las estufas solares, el doctor Lentz explica que deben colocarse a la intemperie sobre una superficie expuesta a la radiación directa del Sol, libre de cualquier tipo de sombra. Asegura que los concentradores solares tienen unas marcas que permiten alinearlos frente a la fuente natural del astro, lo que optimiza el correcto funcionamiento del equipo. Otra de las características importantes es que no necesitan sistemas de seguimiento para estar frente al Sol, ya que pueden trabajar cuatro horas sin necesitar un movimiento constante. Esta singularidad permite que la gente del campo tenga mayor tiempo para sus actividades diarias o que los habitantes de una ciudad tengan un espacio para llevar a cabo sus labores domésticas.

Dentro de la diversidad que existe sobre las estufas solares, el profesor investigador Juan Antonio Urbano Castelán del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), del Instituto Politécnico Nacional clasifica en dos sus dispositivos:

Estufa rural: cuenta con una superficie total de 7 metros cuadrados, pesa 250 kilogramos y está compuesta por espejos planos reflectores segmentados que apuntan hacia dos focos para concentrar la energía del Sol. Es autosuficiente, pues posee dos módulos fotovoltaicos que alimentan los motores de 36 watts. Detecta la luz solar por medio de la electrónica de control que permite el giro de los motores para seguir el Sol durante el día. Se puede colocar un comal o una olla exprés de 8 litros, y así proporcionar comida para 12 personas. Las temperaturas alcanzadas son de hasta 300 grados centígrados.

Estufa urbana: construida de aluminio para evitar corrosión, con 610 espejos planos reflectores que concentran los rayos del Sol hacia un serpentín de cobre por donde fluye aceite. En un termo-tanque se almacena el calor en 500 o 1 mil litros de aceite, que permite una autonomía de entre cinco y siete días sin la presencia del Sol, es decir, conserva la energía para cuando se necesite utilizarla. El calor del termo-tanque circula hacia cuatro hornillas de la estufa para transferirlo al sartén, olla u horno. El concentrador solar pesa 500 kilogramos, con una superficie de nueve metros cuadrados y alcanza una temperatura máxima de 560 grados centígrados.

Cualquiera que sea el tipo de estufa solar, los usuarios podrán adquirir diversos beneficios en comparación con las estufas convencionales, ya que, como el doctor Lentz menciona, “una de las ventajas ambientales es que no se producen emisiones contaminantes, como es el caso de la estufa de gas”. En lo que respecta a la eléctrica, puede que la emisión de gases no se vea a simple vista, pero debe considerarse que fueron emitidos en una planta termoeléctrica por la generación de energía. De igual forma, el profesor Urbano garantiza que se evita el uso de más de 2.87 toneladas de leña al año, equivalente a la emisión de 5.32 toneladas anuales de dióxido de carbono (CO₂). Esto evita riesgos de enfisema pulmonar en las personas por la inhalación de humo, así como también se disminuyen accidentes por quemaduras y la degradación de la biosfera por la deforestación.

En el tema del ahorro energético, según el doctor Lentz, una ventaja es que “no se gasta energía, sino que se toma del Sol como un sustituto de la convencional. No todo el consumo del gas de una casa se va para la estufa, tres cuartas partes se va al boiler, para calentar agua, y una cuarta parte, para la estufa, de acuerdo con la cantidad que cocine una familia”. Entre menos uso se haga del gas o electricidad, va a existir un ahorro que se verá reflejado en la factura, lo que conlleva a la obtención de otro beneficio en la parte económica. Debido a que la energía solar se obtiene de forma natural, el usuario no tiene que pagar por ella como en el caso del costo del gas o electricidad.

Cabe considerar que, de acuerdo con el profesor Urbano, se pueden obtener otras aplicaciones benéficas sin estar ligadas con el cocimiento de los alimentos. Entre las cuales cita la esterilización de instrumentos quirúrgicos para aplicarse en unidades médicas rurales del IMSS y Centros de Salud de la SSA, y la desalación de agua de mar para la Secretaría de Marina. “Es una alternativa energética sustentable, limpia y permanente”, asevera el profesor.

En sentido contrario, toda tecnología en vía de desarrollo tiene desventajas por considerar, como los días nublados, tamaño de las estufa y costo de inversión.

Con base en la explicación del doctor Lentz, al tener días nublados no se logra un alto rendimiento de las estufas solares, ya que dependen de la radiación del Sol para su buen funcionamiento. Lo que recomienda es no deshacerse de una estufa convencional, sino complementarlas y aprovechar al máximo la fuente renovable. Sin embargo, asegura que es posible depender totalmente de una estufa solar, “sólo es cuestión de cambiar hábitos que se tienen con relación a cocinar de manera rápida”. Ante esta situación, el profesor Urbano ofrece como solución el almacenamiento de energía que se puede realizar en la estufa urbana, pero en el caso de la rural, también se tiene que acudir al sistema tradicional.

El tamaño de la estufa puede ser otro inconveniente, ya que el espacio que ocupa es voluminoso, pues requiere un área disponible en donde capte los rayos del Sol sin ningún problema. Asimismo, su almacenamiento puede significar un inconveniente, principalmente dentro de una casa en una ubicación urbana.

En cuanto a costos de compra, el profesor Urbano dice “que aún no se comercializan por completo debido a que se trata de un prototipo en proceso de investigación, desarrollo y perfeccionamiento”. De igual forma, el doctor Lentz explica que no se han fomentado de manera comercial, sino de forma semiartesanal. No obstante, informa que algunas de ellas, como la Tolokatsin, ya se encuentran disponibles en el mercado con un costo aproximado de 9 mil pesos.

Para algunos sectores de la población es inaccesible, pero el doctor Lentz opina que al tratarse de un aparato al cual no se le suministra combustible, electricidad o se emplea leña, el costo de inversión sin lugar a dudas se recupera. También hay que tener en cuenta que la vida útil que tienen estas estufas es de 30 años aproximadamente, según indica el profesor Urbano.

Por otro lado, la visión del Cinvestav es que, “es la estufa, para que las presentes y futuras generaciones conserven la atmósfera del planeta”, ratifica el profesor Urbano. El doctor Lentz propone que las estufas deben tener una mayor difusión a nivel mundial y que ciertos hábitos deben cambiar para empezar a utilizar más la radiación solar en diferentes necesidades, como la iluminación y el cocimiento de los alimentos.

Ambos expertos en el tema plantean que la República mexicana disfruta de excelentes condiciones de Sol, ideal para reducir las emisiones de gas a través de su máximo aprovechamiento.

Con base en información del doctor Lentz, existen diferentes versiones de estufas, por ejemplo:

Estufa tipo cajón: se realiza con una caja de cartón, papel aluminio y un vidrio o plástico. No alcanzan altas temperaturas, pero pueden llegar a 60 grados centígrados, suficiente para cocer verdura o cocinar un huevo. Dentro de esta clasificación también se contemplan las de cajón abierto compuesto por una serie de espejos. En éste se introduce un recipiente de color negro dentro de un envolvente, que además se le coloca dentro de otro recipiente de vidrio. Estos tampoco son útiles para el cocimiento de la carne

Tolocatsin: es un horno de 8 litros creado por el doctor Eduardo Rincón Mejía, el cual cuenta con un concentrador de energía solar en un cilindro interno. Tiene un recipiente de acero inoxidable en donde se cocinan los alimentos y cuenta además con una cubierta aislante de vidrio templado. Alcanza temperaturas máximas de 120 y 140 grados centígrados. Se caracteriza por poder trabajar en días nublados

Comal solar: construido bajo el principio del horno solar Tolocatsin. La diferencia es que éste cuenta con una plancha horizontal de acero inoxidable, en donde se concentra la radiación solar que permite hornear y freír alimentos. Es adecuada para hacer parrilladas, ya que alcanzan hasta 250 grados centígrados con cielo despejado

——————————————————————————————————————————————