Un novedoso equipo desarrollado en la Argentina mide la radiación solar

Juan Monzón Gramajo (AGENCIA CYTA - INSTITUTO LELOIR - UNNE)

Hasta hace pocos meses, los valores de radiación solar difusa del norte argentino se debían obtener con programas de simulación. Ahora será posible obtener los valores reales mediante un equipo desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional del Nordeste. Esos valores son de utilidad para el desarrollo de tecnologías relacionadas con los paneles fotovoltaicos, los calefones y las cocinas solares, entre otros dispositivos.

Un solarímetro, único en el Nordeste Argentino, ya se encuentra funcionando en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Este nuevo equipamiento permitirá al Grupo de Investigación de Energías Renovables (GIDER) de esa unidad académica realizar estudios de investigación y aplicación de resultados para el desarrollo de tecnologías relacionadas como: paneles fotovoltaicos, calefones solares, cocinas solares y otros dispositivos.

Concretamente el solarímetro mide lo que se conoce como radiación solar difusa, aquella radiación que llega a la tierra en forma indirecta luego de rebotar en nubes y edificios, entre otras superficies.

El aporte que este novedoso equipo dará a la actividad científica de la región es más que importante. Hasta hace pocos meses, los valores de radiación solar difusa de la zona se debían obtener con programas de simulación. Con este nuevo instrumento, los valores son los correctos y medidos experimentalmente.

Los detalles mínimos de este medidor solar de radiación solar difusa, como así también la puesta a punto y calibración pertenecen al diseño e inventiva de los investigadores del GIDER. El instrumento tiene algunos de sus elementos que fueron realizados en base a referencia de otros equipos ya existentes.

La radiación solar difusa se caracteriza por no producir sombra alguna respecto a los objetos opacos interpuestos. Las superficies horizontales son las que más radiación difusa reciben, ya que censan toda la bóveda celeste, mientras que las verticales reciben menos porque sólo censan la mitad.

Radiación solar difusa

Los valores de radiación solar difusa son utilizados fundamentalmente para la investigación. Muchos programas de simulación de procesos térmicos solares, como estudios de eficiencia energética; fugas de calor; confort en las viviendas, utilizan como entrada los valores horarios de radiación solar difusa, así como también los valores de radiación total y radiación directa.

La radiación total es la energía total que nos llega desde el Sol. Su valor está dado por la constante solar, que indica que nos llegan desde el Sol 1366watt/m2 a la atmósfera exterior. Esta energía solar interviene en muchísimos fenómenos físicos, químicos, biológicos, atmosféricos, hidráulicos y otros. De ella dependen factores tan importantes y disímiles como los cultivos, las precipitaciones, la capa de ozono, la fotosíntesis, las enfermedades de la piel, los vientos.

Esta energía o radiación total, se puede dividir en radiación difusa; en radiación solar directa, y la radiación reflejada o albedo, que es la que rebota en las superficies como el mar, el desierto, las nubes y los bosques, entre otras.

En el GIDER, el cuerpo de investigadores conformado por Pablo Martina, Juan Corace y Raquel Aeberhard, ya viene midiendo hace 20 años los valores de radiación solar total, con un moderno polarímetro, también llamado piranómetro o actinómetro marca EPPLEY donado por la Universidad Politécnica de Munich.

¿Cómo es el equipo?

Al polarímetro se le colocó una cinta metálica tipo parasol, que le da sombra permanentemente al sensor y mide de esta manera la radiación solar difusa.

El instrumento se encuentra instalado sobre un muro a 15 metros de altura en el Departamento de Termodinámica de la Facultad de Ingeniería. La cinta metálica tipo parasol tiene 5cm de ancho, es pivotante sobre el eje este-oeste y su ángulo es función de la declinación del sol en esa época del año: en verano el sol está mucho más arriba que en invierno, por lo que la cinta debe variar su inclinación al correr del año.

Los valores medidos de radiación difusa, así como también los de radiación solar total, se graban y almacenen en una PC cada 10 minutos, siendo la unidad de medida de ambas magnitudes el watt/m2 (cantidad de energía por unidad de área). Este equipo se colocó en mayo de 2010 y estuvo en período de prueba y calibración hasta febrero de 2011, y a partir de allí empezó a medir en forma confiable.

Una muestra de la actividad asociada entre los distintos grupos de investigación, lo da el hecho de que el sensor de este solarímetro fue armado en el Grupo de Energías Renovables (GER) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la UNNE, mientras que el elemento montante y el armado general del equipo se concibió en sucesivas visitas al Laboratorio de Energía Solar de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil.