¿Es la “Casa Solar” una solución?
Por el corresponsal de “¡Despertad!” en el Japón
EL DISCO de color rojo brillante sobre un fondo blanco que sirve como emblema nacional del Japón es también un recordatorio silencioso del tiempo en que el Sol era adorado por todo este país en calidad de la diosa Amaterasu Omikami. En tiempos recientes la atención del Japón ha vuelto a dirigirse hacia el cielo, pero esta vez en busca de una fuente de energía de precio razonable.
En realidad desde hace muchos años se han visto calentadores de agua solares sobre los techos de decenas de miles de hogares japoneses. Sin embargo, no fue sino hasta que surgieron los problemas del petróleo de 1973 y las subsecuentes amenazas del racionamiento de energía que se dio seria atención al uso de la energía solar en una escala mayor que para los hogares privados.
A este respecto se dio un paso notable en la ciudad de Numazu, Japón, que tiene una población de más de 203.000 y está ubicada entre el pie del monte Fusi Yama y el mar. Los funcionarios e ingenieros de la ciudad optaron por disminuir el consumo de petróleo y electricidad de la ciudad usando la energía del Sol. El primer resultado práctico fue la construcción del nuevo Salón Kanaoka y el Edificio Anexo de las Oficinas Municipales, al cual apropiadamente se le llama Taiyo no Ie, es decir, “Casa del Sol” o “Casa Solar.” Durante su primer año este edificio le ahorró 5.000 dólares a la ciudad de Numazu sencillamente usando la luz solar que cayó sobre el techo. ¿Le gustaría saber más de los detalles que contribuyen al buen éxito de esta ‘casa solar’?
Ya utilizan la energía del Sol
Se dice que la Tierra recibe 20.000 veces más energía del Sol que la cantidad que los seres humanos usan. Así es que el potencial de esta fuente de energía es obvio. Los dos obstáculos principales que se presentan al uso de la energía solar son: (1) no es una energía continua (pues la rotación de la Tierra y la cubierta de nubes ocasionan interrupciones), y (2) debido a la poca intensidad se necesitan grandes zonas colectoras para aprovechar la energía.
Los muchos diferentes sistemas que se están considerando para aprovechar la energía del Sol van desde una simple hornilla reflectora que puede hervir un litro de agua en 20 minutos a las células fotovoltaicas (por lo general hechas de silicio) que convierten la energía solar directamente en electricidad. Al sur de Francia un gran horno solar que usa 3.500 pequeños espejos que se enfocan en un punto central produce temperaturas de hasta 2.980 grados centígrados. Algunos científicos abogan por colocar colectores en órbita y enviar la energía (en forma de microondas) a grandes recibidores en la Tierra. Otros creen que se pudieran satisfacer las necesidades eléctricas de los Estados Unidos colocando colectores de energía solar en una vasta zona desértica y entonces usar esa energía para producir vapor para hacer girar las turbinas.
Sí, puede que haya muchas maneras de aprovechar la energía del Sol, aunque es preciso efectuar mucha más investigación antes de poder usar en gran escala la mayoría de estos métodos. Sin embargo, el sistema en la “Casa del Sol” ya está en funcionamiento, y ahorra dinero y recursos al usar la energía del Sol que no produce contaminación. Ha tenido tan buen éxito que Kyohiko Watenabe, cabeza auxiliar del Departamento de Construcción y Reparación de Casas de la Oficina del Ambiente de Numazu, cree que en cuestión de tres años se exigirán sistemas similares en todos los nuevos edificios gubernamentales.
En vez de esperar hasta que un sistema de energía solar total fuera perfeccionado, los funcionarios de la ciudad de Numazu optaron por usar lo que ya se había desarrollado. El sistema es simple, pero funciona con un 30 por ciento de eficacia. Colecta suficiente energía cada día soleado para calentar o enfriar el edificio de dos pisos de 716 metros cuadrados de espacio utilizable y provee agua caliente para el lavado y para hacer té. Cuando está lloviendo o está nublado quizás haya que poner a funcionar una caldera auxiliar un día de cada tres. No obstante, el obtener del Sol dos terceras partes de la energía de calefacción en un país que tiene que importar 98 por ciento de su petróleo ciertamente es un paso notable. ¿Cómo aprovecha la “Casa del Sol” la energía que viene de su “tocayo”?
Hay doscientos veinticuatro colectores alineados en el techo, en un ángulo de 25 grados para atrapar los rayos directos del Sol. Cada colector tiene una cubierta de vidrio que deja atravesar la luz. El agua circula a través de pequeños tubos negros en el interior de éstos, donde se le calienta. Una vez caliente el agua fluye a un tanque de almacenamiento de 20 toneladas, en el cual la temperatura puede alcanzar el punto de ebullición. Cuando la temperatura del agua almacenada se hace más fría que la del agua en los colectores que están sobre el techo, una pequeña bomba la hace circular a través de los radiadores ubicados en el interior del edificio, y el calor se distribuye por medio de abanicos. El agua no es potable, pues se han incluido sustancias químicas en ella para evitar la formación de orín y cieno. Pero se calienta un recipiente de cinco toneladas separado en el interior del gran tanque de almacenamiento para proveer agua para el lavado y para hacer té.
Por medio de aplicar los principios que se usan en una unidad de refrigeración accionada por gas, la energía solar también enfría el edificio. Por lo tanto, mientras más caliente se pone afuera, más energía hay disponible para el enfriamiento. El entrar en la “Casa Solar” en un día muy caliente de verano y hallar que la temperatura en su interior es de 25 grados centígrados es prueba convincente de que hay maneras prácticas de utilizar la energía solar.
La “Casa Solar” de Numazu es un ejemplo práctico de cómo puede utilizarse una fuente de energía abundante, una que se presta para uso especialmente en latitudes comprendidas entre 35 grados al norte y 35 grados al sur del ecuador. Los funcionarios de Numazu quedaron tan convencidos de que habían dado un paso en la dirección correcta, que se instaló un sistema solar de calefacción y enfriamiento en un nuevo hospital para ancianos en la zona de la montaña Ashitaka de la ciudad.
El espacio utilizable de este nuevo edificio es el doble del de la “Casa Solar,” y por eso la capacidad de su sistema de energía solar es más del doble que el de la “Casa del Sol.” Los quinientos veintidós colectores del techo suministran energía para calentar y enfriar el edificio, y también suministran agua caliente para el té y para bañarse. Debido a que se proveyó una zona de colectores adicional de 100 metros cuadrados para posibilitar la expansión en el futuro, la eficacia de esta unidad es de 37 por ciento y se puede almacenar la energía para usarla más tarde.
¿Solución de problemas del futuro?
¿Hay algunas dificultades o desventajas al usar el sistema de energía solar? Sí. El equilibrar el flujo del agua a través de los dos metros cuadrados de colectores y cañerías fue el mayor problema. Pero se pudo resolver y el sistema de la “Casa Solar” ha continuado funcionando con relativamente poco mantenimiento. Probablemente la mayor desventaja es el costo inicial, pues es mucho más alto que el de los sistemas convencionales de gas o petróleo. Sin embargo, con los ahorros de energía, el gasto adicional para el sistema de la “Casa Solar” se pagará en siete años, o hasta antes, si el petróleo continúa subiendo de precio. La construcción del hospital para ancianos de Ashitaka costó ¥18.500.000 (61.667 dólares) más que lo normal, pero se calcula que este gasto se recobrará en 4,2 años de funcionamiento. ¿Por qué? Porque en Ashitaka los gastos de energía para calentar y enfriar son de ¥750.000 (2.500 dólares) al año, pero en un edificio comparable que aloje a 50 personas y use sistemas convencionales, el costo anual sería de ¥5.200.000 (17.333 dólares).
Pues, ¿qué impresión nos ha hecho la “Casa del Sol”? Primeramente, nos ha enseñado a ver la energía solar de manera factual. Este no es un sistema de energía total. Hay que usar electricidad para el alumbrado y las máquinas de la oficina, y también para las bombas y abanicos conectados con el sistema solar. Además, si el día está lluvioso o nublado, es preciso usar la caldera auxiliar. (Este no es un sistema independiente, sino que meramente calienta el agua en el sistema de energía solar.) Por otra parte, cuando el Sol está brillando, que aproximadamente es dos terceras partes de las horas del día, por medio de este sistema prácticamente libre de contaminación se puede aprovechar la energía que de otra manera sería reflejada hacia la atmósfera o absorbida por el techo.
En segundo lugar, el hecho de que una ciudad estuviera dispuesta a apartarse de los medios que normalmente se aceptan para calentar y enfriar nos impresiona con la necesidad de evaluar la manera en que se están usando los recursos de la Tierra. Muchas personas temen que al paso actual, se agotarán los combustibles fósiles en un período relativamente breve. Sin embargo, debido a la conveniencia de quemar combustibles fósiles, la gente es lenta para adoptar nuevos métodos que pudieran exigir ajustes en su consumo de energía o una inversión inicial mayor, aunque éstos tengan mejores expectativas de largo alcance.
En tercer lugar, el confiar en la energía solar contribuye a edificar el aprecio por las cosas más sencillas y las que quizás hemos dado por sentado. Es interesante el hecho de que el ingeniero municipal que nos guió por la “Casa Solar” para mostrárnosla dijo que hasta que estos edificios fueron construidos, nunca había apreciado de veras lo que significa que el Sol salga cada mañana. Piense en ello. Si el Sol no brillara, la temperatura en todas partes de la Tierra sería de menos 240 grados centígrados.
Aun sin los colectores en los tejados, la energía solar afecta nuestra vida de muchas maneras. Por medio de la luz del Sol, las plantas cambian el anhídrido carbónico del aire y el hidrógeno del agua en el terreno en hidratos de carbono, que llegan a convertirse en nuestro alimento. El viento es una forma indirecta de la energía solar, pues es el calentamiento y enfriamiento de las masas de tierra y de la atmósfera lo que hace correr la brisa. Todos los días el calor del Sol evapora de la Tierra las vastas cantidades de agua que más tarde caen en forma de lluvia o nieve. Cuando esa agua se colecta en ríos y depósitos, el hombre puede utilizar la energía almacenada del Sol por medio de ruedas hidráulicas y sistemas generadores de hidroelectricidad.
Cada año la Tierra recibe del Sol 700 mil billones de kilovatio-horas de energía. Sin embargo, esa fantástica cantidad solo es una diminuta fracción de la producción total del Sol, pues éste brilla en toda dirección. Queda por ver hasta qué grado el hombre podrá usar en el futuro este surtido de energía prácticamente ilimitado. Pero el hecho de que puede usar la energía solar de manera práctica —si así lo desea— se hace evidente cuando consideramos edificios modernos como la “Casa del Sol.”