Investigadores de SERC Chile desarrollaron un sistema solar térmico que mantiene agua caliente por horas usando sales recicladas del litio
Un equipo del Solar Energy Research Chile (SERC) desarrolló una planta solar térmica capaz de almacenar calor por varias horas, utilizando sales de desecho de la industria del litio. La tecnología permite disponer de agua caliente para uso domiciliario incluso durante la noche o en periodos sin radiación solar directa.
La investigación es liderada por Svetlana Ushak, académica de la Universidad de Antofagasta e investigadora del Centro de Investigación Avanzada del Litio y Minerales Industriales (Celimin), y se encuentra en etapa de planta piloto. El sistema está diseñado para abastecer una vivienda unifamiliar de cuatro personas, con cerca de 200 litros de agua calentada exclusivamente con energía solar.
En ese contexto, el desarrollo aborda una limitación presente en sistemas solares térmicos convencionales, relacionada con la pérdida de temperatura del agua almacenada. Según explicó la investigadora, “es deficitario y no se mantiene el agua caliente. Para que se masifique su uso, tenemos que optimizar el sistema de almacenamiento, esa especie de termo, que permita mantener la temperatura del agua en la noche o en horas de ausencia del sol”.
Sales recicladas del litio y mayor eficiencia térmica
El sistema incorpora materiales de cambio de fase elaborados a partir de sales residuales del proceso de producción del litio, principalmente sales en base a magnesio. Estas se introducen en el estanque de almacenamiento para absorber calor durante el día y liberarlo gradualmente cuando disminuye la radiación solar.
Por su parte, Ushak detalló el impacto concreto del uso de estos materiales, señalando que “cuando se hace sal de litio, hay desechos de sales en base a magnesio. Nosotros las recolectamos y con esto, desarrollamos materiales que almacenan gran cantidad de calor. Utilizando un 30% en volumen de estas sales, se ha aumentado hasta 5 horas más de disponibilidad de agua caliente en un estanque de 200 litros de agua”.
Asimismo, el sistema permite una rápida recuperación térmica, incluso cuando el agua caliente se ha consumido completamente. En palabras de la investigadora de Celimin, “si es que a las 18:00hrs, por ejemplo, ya no hay agua en el estanque, porque se ducharon todos, pero se vuelve a llenar el agua de la red, en 15 minutos esta se calienta, gracias al calor entregado de las sales, y llega a 37 grados logrando obtener una o dos duchas adicionales”.
Condiciones solares del norte y proyección de escalamiento
Las pruebas experimentales se han realizado en el norte de Chile, permitiendo vincular las condiciones climáticas del desierto con el desempeño de la planta. En la misma línea, Ushak indicó que “en Chile se ha logrado tener un 15% más de rendimiento en comparación con el resto del mundo porque tenemos más radiación solar y más días de sol que en otras partes del planeta”.
Los datos recopilados permitirán escalar la tecnología a sistemas de mayor tamaño, orientados a recintos deportivos, establecimientos educacionales o edificios municipales. Actualmente, el equipo trabaja en la optimización de los colectores solares térmicos mediante el uso de fluidos de transferencia de calor desarrollados con las mismas sales de desecho y nanotecnología de partículas Janus.
En cuanto al mantenimiento, el sistema presenta requerimientos básicos, asociados principalmente a limpieza y revisión periódica. “Según la norma europea, se necesita mantener de forma preventiva dos veces al año (…) Teóricamente las sales tienen una durabilidad de 8 años. Y pensando que son sales de desecho, el costo es muy bajo”, explicó la investigadora.
La investigación, iniciada en 2020 y financiada por Fondecyt Regular, continúa en fase piloto con miras a su implementación a mayor escala, como una alternativa de suministro de agua caliente basada en energía solar y reutilización de residuos industriales.
