Primer edificio experimental de energía positiva en Cuba
Por
Luis Bérriz Pérez*
Apuntes históricos sobre esta experiencia cubana en 1983 |
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Hoy se entiende por la mayoría de las personas, cuando se hace referencia al concepto de «edificio de energía positiva», como un edificio que, con el auxilio de las fuentes renovables de energía, principalmente con el sol, el viento y la biomasa, puede producir más energía que la que necesita o consume. Pero hace solamente unos pocos años, este concepto era muy difícil de entender.
Es interesante conocer que hace más de 30 años, exactamente en 1983, se terminó la primera fase del Centro de Investigaciones de Energía Solar (CIES). Esta fase consistió en el desarrollo de un edificio experimental de 5 plantas, con laboratorios y oficinas en las dos primeras plantas y 12 apartamentos en las tres plantas superiores, abastecidos todos con fuentes renovables de energía. Un pequeño polígono experimental rodeaba el edificio (fig.1 ). Esta figura representa una vista aérea del edificio experimental de energía positiva y del polígono anexo, sacada por el autor a finales de 1983, desde un avión que se utilizaba en los experimentos de lluvia provocada.
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Fig. 1. Edificio de 5 plantas. (1) En su azotea, el sistema de calentadores solares
y un tanque de agua elevado de área cuadrada. (2) Sistema de climatización
solar (el regenerador de la solución de cloruro de litio y el absorbedor).
(3) Estanque solar, donde se acumulaba calor para el trabajo nocturno del
sistema de climatización. (4) Digestor de biogás. / (5) Cancha deportiva.
(6) Caseta eléctrica donde se guardaban las baterías y el panel fotovoltaico
encima de la caseta. (7) Nave de pollos y cultivador de microalgas. |
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En la etapa inicial, los dos primeros pisos del edificio se utilizaron para laboratorios y oficinas, y los apartamentos de los pisos superiores para alojar a los investigadores que, con o sin sus familias, vinieron de otros lugares del país.
Aunque el edificio experimental se terminó y empezó a funcionar a finales de 1983, no fue hasta el 11 de mayo de 1984 que se inauguró oficialmente el CIES durante la celebración de una reunión del CAME (Consejo de Ayuda Mutua Económica, del campo socialista) sobre energía solar, la cual sesionó en Santiago de Cuba, precisamente por la importancia que tenía el edificio experimental como proyecto demostrativo a escala mundial.
Este edificio se caracterizó por ser el primer edificio de energía positiva conocido (en la era de los combustibles fósiles) hasta ese momento en el mundo. O sea, fue concebido para que toda la energía necesaria para su funcionamiento proviniera de diferentes fuentes renovables de energía. Fue un ejemplo para el mundo y principalmente para los países tropicales.
El edificio tenía incorporado, por diseño, elementos de iluminación y ventilación naturales, además de equipamiento para el aprovechamiento de diferentes fuentes renovables de energía. En aquel momento cada apartamento tenía una cocina de biogás, un refrigerador, 8 luminarias, un televisor, una radio-casetera, un equipo de aire acondicionado en la habitación principal, un ventilador y agua caliente tanto en la ducha como en la cocina.
El consumo mensual promedio planificado de electricidad era de 80 kilowatt-hora por cada apartamento.
La cocción de alimentos se realizaba por medio de una instalación de biogás de cuatro hornillas, a partir de los residuales de una granja de pollos que se alimentaban en parte por microalgas, y estas a su vez se reproducían con la radiación solar y con los residuales líquidos provenientes del sedimentador de la instalación de biogás, cerrando el circuito.
La granja avícola se limpiaba por golpes de agua que, junto a la gallinaza, iba a un tanque sedimentador. En este tanque se separaba la parte líquida de la sólida. La parte líquida iba a un cultivador de microalgas y la sólida al digestor de biogás (figs.2-4).
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Fig. 2. Nave de 2000 pollos de ceba y 2000 gallinas ponedoras con sistema
de limpieza automática por golpe de agua. La gallinaza alimentaba
al digestor de biogás. |
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Fig. 3. Calentadores solares para alimentar un radiador
para el calentamiento de pollitos dentro de la nave.
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Fig. 4. Cultivador de microalgas de 1000 metros cuadrados por medio
de la radiación solar y los residuales líquidos de la limpieza de la nave avícola.
La microalga Clorela fue el principal alimento de los pollos.
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El digestor de biogás era de cúpula fija con un gasométro de campana flotante, de 10 metros cúbicos de capacidad, y abastecía las casas y los laboratorios (fig. 5). En las casas, además de cocinar con biogás, se consumían huevos y carne de pollo producidos dentro del ciclo productivo.
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Fig. 5. Digestor de biogás de 10 metros
cúbicos que abastecía la cocina de los
apartamentos del edificio experimental.
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El agua caliente se recibía de una instalación de 27 calentadores solares que cubría gran parte de la azotea. Los calentadores eran cubanos de plato plano con tubos de cobre y aletas de aluminio con tanque termo independiente, fabricados en La Habana por Segere (fig.6).
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Fig. 6. Sistema central de agua caliente formado
con 27 calentadores solares cubanos construidos por Segere.
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El agua potable se recibía por gravedad en dos cisternas que funcionaban también como aljibes, donde se recogía el agua de lluvia y se bombeaba a tanques superiores mediante molinos de viento (fig. 7). En uno de los aljibes-cisternas se recogía el agua de la azotea del edificio, y en el otro, el agua de la plataforma del cultivador de microalgas, de 1000 metros cuadrados de área horizontal.
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Fig. 7. Uno de los dos molinos de viento que garanti-zaba
el bombeo del agua de lluvia recogida en dos aljibes.
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Las oficinas, los laboratorios y una habitación de cada apartamento tenían aire acondicionado por un sistema solar de absorción a base de una solución salina de cloruro de litio. La acumulación de energía térmica para la climatización se concibió por medio de un estanque solar de gran capacidad de acumulación (figs. 8-10).
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Fig. 8. Regenerador solar de la solución de cloruro de litio
del sistema de climatización. Abajo y a la derecha, el absorbedor.
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Fig. 9. Equipo absorbedor-evaporador e intercambiador
de calor para el sistema de climatización solar.
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Fig. 10. Estanque solar de gradiente salino para su uso como
acumulador de calor para el sistema de climatización solar.
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El agua destilada que se necesitaba para la reposición del agua evaporada en el sistema de climatización, se obtenía de una instalación de 200 litros diarios situada entre el regenerador y el estanque solar.
La electricidad se suministraba a través de un sistema fotovoltaico de un kilowatt; fue montado en el CIES en 1983, para abastecer de energía eléctrica al edificio experimental de viviendas, oficinas y laboratorios. El sistema estaba conformado por paneles soviéticos de celdas fotovoltaicas de silicio monocristalino encapsuladas en tubos, como los que se utilizaban en el cosmos. Debajo del panel fotovoltaico estaba la caseta eléctrica, donde se encontraba la pizarra de control y el sistema de acumulación por baterías (Fig. 11).
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Fig. 11. Sistema solar fotovoltaico
de 1 kW de potencia.
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La electricidad también se obtenía a partir de dos aerogeneradores: uno de 10 kW bipala con un rotor de 10 metros de diámetro y otro de 3 kW cuatripala con un rotor de
6 metros de diámetro. O sea, la potencia instalada en equipos para la producción de electricidad era de 14 kW (figs. 12-13). Las celdas fotovoltaicas eran de silicio monocristalino, de fabricación soviética, encapsuladas en tubos como las usadas en el cosmos .
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Fig. 12. Aerogenerador soviético de 10 kW
de potencia, montado en el CIES en 1983,
para abastecer de energíaeléctrica al edificio
experimental de viviendas, oficinas y laboratorios.
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Fig. 13. Aerogenerador eólico cuatripala
español de 3 kW de potencia.
La potencia eléctrica total instalada
con aerogeneradores fue de 13 kW.
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En la entrada del edificio se encontraba el reloj solar de plano circular, que daba la hora,
la fecha e interesantes datos como la duración del día solar, así como la hora de salida
y puesta del Sol de cada día (fig. 14).
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Fig. 14. Reloj solar terminado en 1983, un poco antes de la terminación
del edificio experimental. Este reloj da la hora y el día del mes; además,
con el mismo se puede saber la hora de salida y puesta del sol en cada día
y la duración del día solar. En la imagen, la sombra de la bolita marca las
9 y cuarto hora solar de un día cercano al solsticio de verano.
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Este proyecto fue concebido en 1979 por el Grupo de Energía Solar del Inintef, de la Academia de Ciencias de Cuba, como resultado de los trabajos de investigación realizados y publicados por dicho Grupo desde 1975, aunque no se pudo materializar hasta 1983. El proyecto del edificio fue realizado por la empresa de proyectos Empay 15, de Santiago de Cuba; en su construcción, así como la del polígono experimental, trabajaron los miembros fundadores del Grupo de Energía Solar, así como trabajadores voluntarios de la Academia de Ciencias de Cuba, además de, como es natural, los constructores civiles.
Sin duda, este proyecto sentó las bases para argumentar la relevancia de las fuentes renovables de energía, que posibilitan la integración de todos sus componentes en ciclos no contaminantes y amigables con el medioambiente. En esa memorable ocasión, Cuba tuvo el privilegio de implementar un modelo ejemplar para la humanidad, que valida la incuestionable y creciente pertinencia de las energías renovables en las etapas actual y futura.
Nota: Las fotos presentadas en este artículo fueron tomadas por el autor a finales de 1983, y constituyen imágenes de archivo de la editorial Cubasolar.
* Doctor en Ciencias Técnicas. Presidente de Cubasolar.
Autor del libro Secadores solares para productos agropecuarios
e industriales y coautor del Manual para el cálculo y diseño de calentadores solares.
e-mail: berriz@cubasolar.cu
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