Más de mil grados centígrados con luz solar en vez de quemando combustibles

El vidrio, el acero, el cemento y la cerámica están en el corazón mismo de la civilización moderna y son materiales esenciales para construir desde motores de automóviles hasta rascacielos. Sin embargo, la fabricación de estos materiales requiere el uso de altos hornos, capaces de generar temperaturas superiores a mil grados centígrados, y tales hornos difícilmente pueden generar tanto calor si no es quemando combustibles, por regla general fósiles. Esos sectores industriales representan alrededor del 25% del consumo mundial de energía.

Hace tiempo que se vienen intentando sistemas alternativos, empleando receptores solares que concentran y acumulan calor mediante miles de espejos con seguimiento de la posición del Sol en el cielo. Sin embargo, todos los sistemas de esta clase diseñados hasta ahora tienen dificultades para transferir eficientemente la energía solar por encima de los 1.000 grados centígrados.

Ahora, unos científicos han encontrado un modo de evitar quemar combustibles fósiles para fundir acero y cocer cemento, empleando en vez de ello el calor del Sol, convenientemente concentrado, y de un modo que pueda resultar eficiente y práctico de transferir para las actividades industriales mencionadas.

Su eficaz sistema, que emplea cuarzo sintético, ha logrado alcanzar una temperatura de 1050 grados centígrados, demostrando la utilidad potencial del método en el suministro de energía limpia para actividades industriales que tradicionalmente han resultado más difíciles de realizar sin la quema de combustibles, por regla general fósiles.

El logro es obra de un equipo encabezado por Emiliano Casati, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (ETH).

El dispositivo con trampa térmica alcanzando en su zona activa una temperatura de 1050 grados centígrados. (Imagen: Device / Casati et al. CC BY-SA)

La gente tiende a pensar solo en la electricidad cuando se habla de suministrar energía, pero en realidad, cerca de la mitad de la energía del mundo se utiliza en forma de calor (por ejemplo, en el caso de los hogares, para cocinar y en calefacción). Por tanto, conseguir generar calor a partir de la luz del Sol del modo lo más directo posible es un objetivo del máximo interés dentro de la lucha que la humanidad libra para erradicar el uso de combustibles fósiles, culpables del calentamiento global,

Para aumentar la eficiencia de los receptores solares térmicos, Casati y sus colegas recurrieron a materiales semitransparentes como el cuarzo, que pueden atrapar luz solar, un fenómeno denominado efecto de trampa térmica. El equipo creó un dispositivo de captura térmica fijando una varilla de cuarzo sintético a un disco de silicio opaco como absorbedor de energía. Cuando expusieron el dispositivo a un flujo concentrado de energía equivalente a la luz procedente de 136 soles, la placa absorbente alcanzó 1.050 grados centígrados.

Casati y sus colegas exponen los detalles técnicos de su sistema en la revista académica Device, bajo el título "Solar thermal trapping at 1000 ºC and above". (Fuente: NCYT de Amazings)