Poyecto: Sala de secado solar

Proyecto de secador solar para jardín etnobotánico en México. El proyecto nunca se llegó a realizar.

El empleo de la energía solar en el calentamiento del aire tiene una creciente demanda en aplicaciones agrícolas, suponiendo un gran ahorro de combustibles en el secado y deshidratación de vegetales.

El proyecto aquí presentado fue una propuesta para habilitar una sala en un jardín botánico para el secado y la deshidratación de semillas y flores.

Las dimensiones del cuarto eran de 9m x 5m de base x 3m de altura con cubierta plana
La orientación del edificio era siguiendo el eje NE –SO con una desviación con respecto al sur de 35 grados.

Debido a la imposibilidad de utilizar el área contigua al edificio. Se optó por colocar los colectores en la cubierta y hacer circular el aire de manera forzada por medio de un extractor. El tipo de colectores a emplear son específicos para aire con unas dimensiones de 2m x 1m.

Para lograr un deshidratado eficaz es necesario que el aire tenga una muy baja humedad relativa para que”robe” la humedad del producto. Como principio, si a una masa de aire, le elevamos la temperatura, la humedad relativa desciende. Esa humedad relativa baja es la que absorbe el contenido en agua del producto.

grafica temperatura humedadOtro aspecto importante en los procesos de deshidratado es el relativo a la ventilación, ya que si una masa de aire “roba” humedad al producto su humedad relativa aumenta restando capacidad para deshidratar. Por lo que se hace necesario cambiarlo por aire seco nuevo. En función de estos dos conceptos básicos, para este proyecto de dispuso que hubiese una ventilación tal, que el aire de la sala se renovase por completo cada 6 minutos a una temperatura media de 35 grados centígrados.

El hablar de temperatura media significa que en las horas centrales del día el aire podría alcanzar una temperatura de 45 grados pudiendo ser en la mañana de solo 25 grados. Siempre que hubiese Sol, este aire sería seco y apto para deshidratar.

Para lograr esto se calculó que serían necesarios 10 colectores de aire orientados al Sur que se colocarían en la azotea. Así el aire se tomaría del ambiente e impulsado por el extractor pasaría por los colectores aumentando su temperatura y bajando su humedad relativa. Tras pasar por el colector este aire seco y cálido seria llevado por unos conductos hasta la sala de secado. El aire una vez humedecido al contacto con el producto a deshidratar saldría por una ventana del lado opuesto de la sala generándose así un ciclo de constante renovación del aire.

esquema sala secado

Durante la noche o de día con el extractor de aire parado, una válvula anti retorno en las conducciones que van desde la salida de los colectores a la rejilla de la sala, evitaría que el aire caliente ascendiese de nuevo a los colectores por convección y se perdiera el calor.

En los momentos del día en que no hubiera radiación solar directa se podría optar por dos opciones: paralizar el extractor o continuar con su funcionamiento.

En caso de paralizar el extractor, se automatizaría el procedimiento mediante un dispositivo de control . La regulación se llevaría a cabo a través de un termostato diferencial y de dos sondas , una en los colectores y otra en la propia sala. MIentras la temperatura fuera mayor en los colectores (resultado de la incidencia de la radiación solar) el extractor continuaría funcionando hasta que la temperatura se equilibrase entre colectores y sala de secado.

En caso de elegir que el extractor continuase funcionando, el aire circularía a temperatura ambiente, lográndose una eficacia de de secado mucho menor.
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Las conducciones serían de sección cuadrangular y el material a utilizar se decidió que fuera de lámina galvanizada. En principio no se consideró que las conducciones fueran aisladas térmicamente e incluso se especuló que podía ir pintado de negro para que las propias conducciones hiciesen de superficie captadora adicional.

El tiempo de secado sería en función de cada producto; de su contenido en agua y de su textura. Sólo se podría comprobar empíricamente. No obstante se puede estimar un tiempo medio entre 1 y 3 días.

La rentabilidad queda fuera de toda duda. Se estimó que para lograr el mismo efecto en una instalación que contase con un calentador de gas propano, sólo con el gasto realizado en gas quedaría totalmente amortizado la instalación solar en 2 años. Si a ello le añadimos el gasto del calentador y el equipo que utilizase los combustibles fósiles el tiempo sería sensiblemente menor.

La vida útil estimada de la instalación superaría holgadamente los 15-20 años.

Plano del campo de colectores

Area de colectores


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