chimeneas solares

Chimeneas con energia solar: Conoce todo sobre ellas

Las chimeneas solares son una forma sencilla y muy ecológica de climatizar las viviendas aprovechando la energía solar. A día de hoy, se están incorporando al diseño de edificios para abaratar costos de climatización, haciendo uso al mismo tiempo de energía limpia, renovable y amigable con el ambiente en vez de elementos nocivos ya conocidos.

Resultan una opción, ya no tan novedosa, para mantener espacios a una temperatura ideal junto a un flujo de aire constante que ayuda a mantener la salud de quienes se hallan alrededor.

Hoy en día, las chimeneas solares, también llamadas torres o generadores solares, se consideran para múltiples funciones. Generalmente, se incorporan al diseño de exteriores de las viviendas y deben orientarse en dirección al sol para que puedan calentarse adecuadamente. A lo largo de esta entrada nos encargaremos de explicarte todos sus usos, así como las maneras de hacerte con semejante elemento, ya esté destinado a tu hogar, proyecto o empresa.

Una de las fuentes de energía más prometedora es la solar por ser renovable, fácil de obtener y económica.

FAO, 2002

¿Que son las chimeneas solares?

Las chimeneas solares son sistemas de calefacción y enfriamiento donde se aprovecha la energía solar de forma pasiva para regular la temperatura de la vivienda. Externamente, se arman de: un conducto o pared que se pinta de negro y sirve como colector de la fuente de calor, un eje de ventilación, junto a los conductos de entrada y salida del aire.

Su apariencia es bastante similar a la de las chimeneas que conocemos normalmente, sin embargo, no utiliza madera a diferencia de las chimeneas de leña, gas, pellets o electricidad como medio de calefacción. En realidad, se vale de la convección natural aumentando la temperatura del aire interior para conseguir un efecto de ventilación.

Puedes verla como una chimenea multiusos, porque en realidad, su propósito principal no es única y exclusivamente el de calentar un hogar durante el invierno. Las chimeneas solares se pueden manejar en el resto de las estaciones del año, incluso en verano, haciendo las veces de otros utensilios conocidos por volver el ambiente agradable.

Chimenea solar en techo de casa

El tipo de sistema de climatización que usa se considera una forma muy sencilla de aprovechar los recursos naturales sin causar impacto en el medio ambiente, pues como ya te señalamos, no requieren de ninguna clase de energía externa, sea por combustión o electricidad, sabiendo que se basta con el calor natural suministrado por los rayos solares.

En resumen: con el uso de las chimeneas solares, los gastos por consumo de energía u otros combustibles se reducen al mínimo.

Arquitectura de las chimeneas solares: conoce cada parte

En el mundo del diseño arquitectónico, las chimeneas solares se pueden construir de diferentes formas. Sin embargo, siempre requerirán de partes imprescindibles, que no deben faltar en ningún plano relacionado con esta estructura. Son las que te señalamos a continuación:

  • El panel solar o colector, que viene a ser la parte de la chimenea capaz de retener los rayos solares y almacenarlos. Aquí es donde el viento frío comienza a ascender en temperatura así como a elevarse. Generalmente se encuentran hechos de vidrio, ubicándose bien sea en la zona más alta del hogar, para los ejemplos domésticos, en la zona sur de la vivienda, o, en casos de generadores solares industriales, se trata de una larga explanada en el suelo donde los cristales se extienden de dos a veinte metros por encima para garantizar la circulación del aire. Suelen pintarse de negro, puesto que este color tiene la mayor capacidad de absorción de los rayos solares, reteniéndolos eficientemente por ende.
  • Eje de ventilación: el tubo por donde el aire fluye de manera constante y se realiza el intercambio entre viento caliente y frío, comunicando sin excesos el exterior con el interior.
  • Entrada y salida de aire: Además del colector, así como el eje de ventilación, las chimeneas solares poseen entradas o salidas de aire. Uno de los orificios de ventilación se ubica hacia la parte superior de la chimenea, por donde emerge el viento con mayor temperatura, mientras que el otro se encarga de recepcionar el aire frío desde el exterior, ubicándose por lo general en la zona inferior del edificio.

Funcionamiento de las chimeneas solares, ¿qué hacen?

Las torres solares se valen de las leyes naturales para conseguir múltiples propósitos, como ya te mencionamos antes. Principalmente, se enfocan en gestionar el flujo del aire, garantizando que la estancia en donde se encuentren instalados mantenga una temperatura fresca y habitable por personas, independientemente de las condiciones climáticas externas.

Dicho de forma simple, tienen triple función, porque según la forma de circulación del aire pueden ventilar o calentar el interior de una vivienda, e incluso, servir como medio para producir energía eléctrica.

Chimenea solar y su proceso de ventilación
  1. Función de ventilación: Cuando se utiliza la chimenea solar para refrescar, el aire que circula en la estancia entra al eje de ventilación, donde se calienta gracias al colector. Sabemos que el aire caliente es menos denso en comparación con el aire frío y por tanto tiene un movimiento ascendente; siguiendo este principio, es como dicho aire sale por el orificio superior de la chimenea, llegando al exterior. El movimiento del viento hacia arriba, por diferencia de temperatura, genera una corriente que mantiene el espacio fresco y ventilado durante todo el día, pues inmediatamente se sustituye en dicho lugar por aire frío.
  2. Función de calefacción: Este tipo de chimenea también se puede utilizar para calentar las viviendas, siguiendo una buena parte de la metodología explicada más arriba. La diferencia es que en este caso se cierra el orificio de salida superior del aire caliente, el cual en vez de expulsarse hacia afuera, se ve obligado a retornar al interior de la habitación, manteniendo la temperatura a niveles cálidos. El aire caliente entra a la habitación a través de rejillas colocadas en posición media, logrando una temperatura confortable. Cuando el aire se enfría, va hacia el suelo por su mayor densidad y circula por el eje de ventilación para ser calentado nuevamente, manteniendo el ciclo.
  3. Generación de energía: Otro uso mucho más industrial y técnico para estas chimeneas es la producción de electricidad valiéndose de su actividad para ello. En este caso, el aire que se calienta gracias a paneles de vidrio ubicados de 2 a 20 metros por encima del suelo, asciende por el tubo central equipado en su interior con una turbina. Gracias al movimiento constante de dicha turbina conectada a un generador, se crea el flujo de energía eléctrica sin necesidad de utilizar otros recursos nocivos para el medio ambiente o que produzcan cualquier tipo de daño innecesario.
Chimenea solar y su función como calefactor

Un ejemplo en vida real del uso de las chimeneas solares para producir electricidad es el proyecto existente en Chile, donde se utiliza una montaña e invernadero para conseguir poner en marcha un generador eléctrico sin nada más que los rayos solares como principal ejecutor.

Volviendo al tema doméstico, en algunos casos, las torres solares dentro de los hogares se pueden combinar con otros sistemas de climatización donde se utiliza un tipo de energía diferente (tema que queda a consideración del usuario).

Y es que aunque las chimeneas solares brindan un ambiente agradable durante todo el año dentro de la vivienda, no permiten controlar la temperatura con la misma exactitud que otros electrodomésticos, pues todo se maneja de manera natural.

¿Dónde y cómo instalar las chimeneas solares?

Una vez conocidas las prestaciones y los ahorros en consumo de energía que pueden brindar, es necesario saber si son una opción para todos. Este sistema de climatización se está incluyendo en el diseño de edificios de vivienda e industriales para abaratar costes. Dicha práctica ya no es nada del otro mundo, si incluso la Directiva Europea misma opina al respecto que:

Al momento de planificar y diseñar zonas industriales o residenciales, se debe estudiar la viabilidad de colocar instalaciones de calefacción y/o refrigeración basadas total o parcialmente en fuentes de energía renovables.

Directiva Europea 2010/31/CE

En caso de vivir en una comunidad, la instalación de las chimeneas solares es posible solo si es un proyecto conjunto. Esto debido a que se requiere modificar el exterior de la vivienda y conectar el eje de ventilación.

Las chimeneas solares son ideales para viviendas unifamiliares ubicadas en el campo y con una buena exposición solar durante todo el año. Lo más conveniente es llamar a un especialista para que realice el diseño y orientación de la chimenea, de este modo se podrá aprovechar al máximo su potencial.

Para lograr hacer uso de la energía proveniente del sol en su totalidad y de forma eficiente, lo primero a tomar en cuenta es la orientación del colector. En el caso de las naciones ubicadas en el hemisferio norte, se debe guiar hacia el sur para que reciban directamente los rayos solares.

El colector se debe ubicar hacia la zona de mayor exposición a la luz solar y se puede complementar con la colocación de placas solares. Por su parte, el eje de ventilación debe recorrer toda la extensión de la vivienda desde el colector hasta la entrada del aire frío.

Precios de las chimeneas solares

Instalar una chimenea solar en tu casa requiere de una inversión que por supuesto, variará dependiendo de las dimensiones del entorno, el lugar donde se requiere su trabajo, así como la elección de los materiales a la hora de iniciar la construcción.

Un extractor que funcione a través de la energía solar para habitaciones individuales, por ejemplo, considerado la expresión más compacta y pequeña de este sistema, puede tener un precio aproximado de 90 euros. Por otro lado, el diseño así como ensamble de una chimenea que abarque un hogar por completo puede llegar a superar los 3000 euros.

Chimenea solar instalada en casa de madera y ladrillo

Quizá suene a que se trata de un proyecto costoso, sin embargo, ten en cuenta que la chimenea solar te servirá como un sustituto inmediato para diferentes tipos de aparatos, ya que puede cumplir varias funciones siendo un solo producto. Prescindirás en el mejor de los casos de aires acondicionados, calefactores, humidificadores, chimeneas regulares, entre otros.

¿Se puede hacer una chimenea solar casera?

Entendiendo el concepto de la chimenea solar, así como su estructura, por supuesto. Sin embargo, como mencionamos antes, no es lo más recomendable. Tratándose de un diseño no tan usual como otros en el mundo de la arquitectura, y teniendo sus propios detalles, es preferible dejarlo en manos de un experto.

Si el experto eres tú, por otro lado, entonces no hay problema. ¿Qué mejor forma de innovar, así como subir el nivel de comodidad en tu casa que iniciando un sistema capaz de mantener el ambiente fresco 24/7?

Claro que, en todo caso, siempre puedes optar por opciones diferentes, pero que no se diferencien de la función inicial de las chimeneas. Para más información, te recomendamos revisar nuestro tutorial sobre cómo hacer chimeneas de cartón.

Ventajas de las chimeneas solares

Muchos son los beneficios que obtendrás si te decides por tener una chimenea solar en tu espacio. Todo referente al ambiente de tu entorno, pues ya te lo dijimos, es un sistema capaz de manipular a tu favor la temperatura del hogar, consiguiendo sensaciones térmicas frescas o calentitas, dependiendo de la necesidad así como la estación.

En general, las chimeneas solares destacan desde el lado positivo por lo siguiente:

  • Es un sistema de climatización que utiliza energía totalmente limpia, aprovechando un recurso natural renovable, quizá hasta mejor que las chimeneas ecológicas.
  • La producción de emisiones de CO₂ es nula.
  • Los costes por consumo de energía se reducen al mínimo.
  • A diferencia de los equipos electrónicos o de incluso las chimeneas convencionales, no genera ninguna clase de ruido.
  • La construcción e instalación es relativamente sencilla y económica.
  • Se pueden ventilar espacios que no tengan entradas de aire como ventanas, ya que el aire frío viene de la parte exterior.
  • Ayuda a mantener la temperatura fresca dentro del hogar durante todo el año, sin importar si es verano, otoño, invierno o primavera.
Chimenea solar en lo alto de una casa

Desventajas de una chimenea solar

Por otro lado, existen ciertos puntos en los cuales este tipo de chimeneas tienen sus flaquezas. Las más importantes te las decimos a continuación:

  • No se puede instalar en cualquier tipo de vivienda, ya que requiere cambiar la fachada externa. En este sentido, se debe disponer de espacio suficiente para colocar el colector orientado hacia el sur de la vivienda.
  • No es posible regular la temperatura a los grados específicos deseados.

El potencial de las chimeneas solares como generadores

No sería raro que a estas alturas te estés preguntando por qué las chimeneas solares no son más frecuentes. Sabiendo sus capacidades, así como usos, figura como una de las mejores alternativas para producir energía limpia y renovable utilizando el mínimo de recursos.

El concepto de movilizar una turbina conectada a un generador para producir electricidad siempre ha sido clave para muchos proyectos. Lograrlo tan solo utilizando aire caliente, sin inducir ninguna clase de agente nocivo, es un logro por sí solo. ¿Entonces por qué no hacerlo el centro eléctrico en todas partes?

En este apartado nos referimos principalmente a aquellas torres solares con función de generador eléctrico, por supuesto. Y es que el concepto de poder obtener electricidad basándonos en el aire caliente, pone en el horizonte una opción mucho mejor que las actuales para poder tener a disposición la energía con la cual actualmente se mueve el mundo.

¿Sabías que este concepto no es nada novedoso? Se basa en otros muy parecidos, aunque rudimentarios, iniciados varios siglos atrás por los romanos.

De hecho, muchas zonas de la tierra que actualmente se consideran inhabitables como los desiertos, son puntos aprovechables para implementar en ellos esta clase de tecnología. Varios lugares, como por ejemplo Chile, ya se han dado a la tarea de probar en ellos las chimeneas solares. Gracias a esto se ha podido continuar evidenciando su eficiencia así como potencial de ser una fuente de energía inocua.

Chimenea solar en desierto

Hacer uso de ellos en los desiertos terminan siendo mejores alternativas que los propios paneles solares, pues los últimos tienden a bajar su eficacia cuando se empañan por partículas de polvo, algo muy frecuente en las zonas desérticas en donde la arena es la gobernante principal del suelo. Una torre solar prescinde de este defecto, e incluso, sigue manteniéndose igual de eficiente a pesar de las extremas condiciones climáticas de ubicaciones como esta.

No obstante, no todo es color de rosa. Si bien, en papel suena bastante bien, lo cierto es que para poderlo poner en marcha es necesaria una inversión para nada despreciable. Muy claro lo dejan en la famosa fuente informativa National Geographic, en donde se tomaron su tiempo para analizar la situación tal como la comentamos arriba, así como el lado económico del asunto.

Habiendo consultado a grandes empresas generadoras de energía, concluyeron que, para poder tener una chimenea solar hecha de cemento y acero con alturas superando los 1000 metros, junto a un colector de alrededor de 10 kilómetros de diámetro (vamos, una planta generadora de energía eléctrica propiamente dicha), se necesitaría alrededor de 1.67 billones de dólares.

El precio por si solo es capaz de hacer retroceder a grandes inversores. Pese a los beneficios, los costos resultan abrumadores vistos desde un punto de vista somero. Sin embargo, quizá no lo sea tanto teniendo en cuenta los grandes estragos que está dejando actualmente el cambio climático, razón por la cual las fuentes de energía limpia comienzan a cobrar mayor importancia.

El proyecto no tan fallido de la torre solar en España

Si hay un ejemplo de la efectividad de las chimeneas solares como generadores de electricidad en la historia, es el que se probó durante siete años en Manzanares, al sur de España. Para el año 1982, la compañía conocida como  Schlaich Bergermann and Partner usaría esa zona del país, apoyados por el gobierno alemán, para probar un piloto de torre solar con la intención de estudiar a fondo su efectividad.

La torre de 195 metros de alto, hecha de acero corrugado y rodeada por un colector de 244 metros de diámetro, funcionó a la perfección e incluso superó los estimados en cuanto a tiempo de vida útil.

La empresa esperaba una duración máxima de tan solo tres años, cuando en realidad, la tecnología logró resistir hasta 1989, tiempo en que los cables de acero se oxidaron y la torre acabó siendo derribada por una tormenta.

Chimenea solar en Manzanares

Esos siete años de experimentación aportaron información significativa para alentar a los científicos en cuanto a alternativas de energía renovable mucho mejores que las usadas actualmente. Sin embargo, el problema sigue siendo el mismo: el costo, así como las reducidas ofertas de inversores para poner en marcha los sistemas.

Como medios hechos con intención de mantener estancias más pequeñas ambientadas, continúa siendo rentable si lo vemos desde otra perspectiva.

En países calurosos o tropicales se apreciaría mucho su utilidad, e incluso ya se está implementando en casos puntuales. Posiblemente en el futuro avance a formar parte de comunidades enteras.

¿Te animarías a intentar climatizar tu hogar bajo el beneficio de alguna de estas chimeneas solares? Si te interesó la información, puedes compartirla en tus redes sociales.

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