A continuación se exponen los pasos para la construcción de un tanque para almacenar agua, que cuando es expuesto al sol, la calienta. Pero primero veamos cómo funciona este sistema, para lo cual necesitamos una lata de cerveza vacía, un poco de pintura negra y una hoja o bolsa de plástico transparente.
Pintamos la parte exterior de la lata con pintura negra mate.
Colocamos la lata llena de agua al lado de una pared de la casa, aquella que reciba sol durante todo el día. Si la pared no es blanca, es necesario colocar una hoja de papel blanco entre la pared y la lata, y otra hoja debajo de ella.
Cubrimos la lata con un plástico suelto, asegurándonos de que el aire caliente no escape.
Dejamos la «lata-calentador» por algunas horas en el sol: desde la mañana hasta el atardecer. Es importante evitar que la lata quede en la sombra (debajo de un balcón o de un árbol cercano).
Retiremos el plástico y notaremos que el agua está caliente.
Para construir un calentador más grande, requerido por una familia numerosa, debemos tomar en cuenta los siguientes elementos necesarios para su correcto funcionamiento:
Los calentadores también funcionan en días nublados; sin embargo, cuando hay lluvia no habrá ganancia de calor.
Para hacer un calentador necesitamos:
Primero se limpia bien por dentro del tanque para eliminar cualquier olor de petróleo o de productos químicos. Se puede pintar el interior del tanque con pintura anticorrosiva; vertimos la pintura en el tanque y después agitamos para cubrir todo adentro. Posteriormente pintamos el exterior del tanque de negro mate.
En caso de que la casa no tenga agua entubada, bastará colocar el tanque encima de una mesa para facilitar su salida.
Para un mejor resultado podemos usar dos tanques: uno para almacenar agua y otro colocado más abajo para calentarla.
Con un tanque.
Con dos tanques.
Cuando se realice la instalación de los tubos para la distribución del agua, se debe poner la entrada de agua fría en la parte baja del tanque, mientras que la salida del agua caliente deberá estar en la parte superior del tanque, ya que:
El tanque debe colocarse contra la pared que recibe más sol, en otras palabras, la pared que da hacia el sur, y debe estar pintada de blanco, al igual que la mesa o plataforma.
Con el fin de que el aire caliente entre en el tanque y el plástico no permita que escape el depósito tiene que estar totalmente envuelto, hasta la base, por el plástico.
Existe también otro sistema para mantener caliente el aire: se construye una caja con tapa de vidrio, los lados pueden ser de madera y la parte inferior estar pintada de blanco. El tanque se coloca dentro de la caja, acostado.
Se debe construir una tapa de madera para cubrir la caja durante las noches.
Ahora ya conocemos ejemplos de colectores que están ubicados fuera de la casa; pero también es posible construirlos dentro, de preferencia encima del baño o cocina para aprovechar la tubería, facilitando así su instalación.
Para grandes cantidades de agua, es recomendable colocar varios tanques pequeños juntos en lugar de uno grande.
Se trata de un colector que se construye como parte del techo principal de la casa; arriba o por lo menos cerca del baño o la cocina, para aprovechar la tubería existente.
En este caso la tapa aislante se debe colocar debajo del vidrio del colector para que se pueda abrir y cerrar desde el interior de la casa.
Como parte de la estructura del techo se construye una caja, de preferencia cerca del canto más bajo. Para evitar goteras, las tejas deben salir un poco por encima del vidrio del colector.
Se debe instalar un tubo de entrada de agua fría al tanque. La sección del conducto que va dentro del tanque tiene perforaciones en la parte inferior y la punta de este debe estar tapada. La salida de agua caliente se construye en la parte superior del tanque.
Detalle constructivo:
Con un tanque de gasolina podemos hacer un calentador más eficiente. Se coloca el depósito, el vidrio y el material aislante dentro de una caja. La presión en la tubería del agua fría f empuja el agua caliente del tanque por el tubo de salida c. El recipiente de agua fría debe estar más arriba que el calentador.
Este tipo de calentador no necesita válvula de presión porque al calentarse aumenta su presión y esta a su vez empuja el agua fría del depósito.
Se puede usar un tanque viejo de gasolina, de unos 40 litros o más, que vienen en una gran variedad de formas.
Pasos para su construcción:
Limpiar bien el interior y el exterior del tanque. Preparar dos tubos, uno de 12 cm y otro más largo que el tanque. La sección del tubo que queda dentro del tanque deba tener orificios de 2 mm a cada 3 cm de separación en la parte inferior, y su extremo debe estar tapado.
Soldamos los tubos en su lugar y hacemos una prueba con agua a presión para verificar que no existan fugas. El exterior del tanque se pinta con negro mate.
Ensamblamos la caja y colocamos las placas de poliuretano. En el interior de la tapa colocamos una lámina de papel aluminio o lo pintamos de blanco.
A unos 2 cm del borde de la casa, asegurarnos una tira de madera de 3 × 3 cm para sujetar el vidrio, el cual sellaremos bien con mastique. Es importante que no haya fugas por los bordes del cristal, ni en los orificios por donde entran y salen los tubos.
Las dimensiones interiores de la caja son iguales a las del tanque, más el espesor del material aislante.
La tapa puede dejarse suelta o ser ensamblada con bisagras; debe cerrarse bien para que no haya fugas de calor. Cuando la tapa se deja abierta los rayos del sol se reflejan sobre el tanque. En la noche hay que cerrarla para que el calor ganado durante el día no escape; la tapa cuenta con una palanca con cadena o cuerda que se jala para abrirla en las mañanas.
La ubicación del calentador depende mucho del tipo de techo, de la orientación de la casa y del lugar en donde se encuentre el depósito del agua fría.
Un techo plano.
Sobre una puerta.
Debajo de una ventana.
Este esquema muestra las partes de un calentador de 40 litros.
Este calentador se diferencia de los otros debido a que almacena el agua caliente en un tanque por separado y no es necesario abrir y cerrar todos los días el colector de energía.
El tanque depósito se construye con un tambor o barril de 120 litros que se cubre con un material aislante, como paja u hojas de periódicos, para que el agua no pierda su calor.
La caja está hecha con madera y aislante; dentro de ella, se coloca una red de tubos sobre una placa delgada de metal. Si no hay metal se puede usar papel grueso de aluminio. La red se construye con tubos de cobre de 1/2 pulgada, uniones tipo «T» y algunos codos. La caja tiene una placa de vidrio encima.
Para mantener los tubos en contacto con la placa de metal, se perfora la placa y el triplay del fondo de la caja; pasamos un alambre y lo amarramos bien. Después pintamos la placa y los tubos de color negro mate.
También construimos una válvula con flotador dentro de una lata para controlar la entrada de agua fría que viene de la cisterna o de la caja de agua.
El tubo por donde circula el agua caliente, al igual que la red de agua caliente de la cocina y del baño, debe estar cubierto con material aislante.
El agua se calienta en los tubos y sube hacia el tanque de depósito aislado, que está menos caliente, de ahí pasa hacia el calentador donde aumenta su temperatura y sube. Así, hay una circulación constante de agua que se calienta cada vez más durante las horas de sol. A este proceso se le denomina termosifón.
El calentador se ubica fuera de la casa, mientras que el tanque-depósito aislado puede estar dentro; pero es necesario que el calentador se encuentre siempre, como mínimo, 30 cm más abajo que el depósito.
El calentador debe colocarse sobre el techo o junto a la pared que da hacia el sur, para asegurarnos que este reciba el sol durante todo el día; evitemos colocarlo debajo de aleros o cerca de árboles que le den sombra, especialmente entre las 10 de la mañana y las 4 de la tarde
Observe este dibujo: ¿está bien ubicado el calentador?
En la ilustración puede ser que esté bien durante el invierno, cuando el sol pasa más inclinado, pero durante el verano, el árbol dará sombra después de las 13:00 horas. Entonces hay que desplazar el calentador hacia la derecha o sobre el tejado.
Con pretil.
Con árboles.
En el mercado encontramos colectores ya listos para su instalación que son más eficientes que los de fabricación casera, pero son más costosos y necesitan mantenimiento. En zonas cálidas no es conveniente este tipo de calentador ya que para uso doméstico, como lavar platos o tomarse un baño, no se necesitan temperaturas elevadas.
Para construir este tipo de calentador necesitamos una manguera de plástico de color negro o verde oscuro.
Construimos una caja de madera de 1 × 1 m de base y 5 cm de altura. Es necesario usar algún tipo de aislante (fibras, papel periódico) y una lámina de metal.
Colocamos 1 cm de aislante en el fondo de la caja y encima la lámina de metal. En el centro hacemos un orificio de diámetro igual al de la manguera, para luego pasarla como aparece en el dibujo.
Sujetamos un extremo de la manguera a la lámina con alambres, mientras que el otro atraviesa un orificio hecho en una de las paredes de la caja.
En este dibujo se muestra la espiral de la manguera muy abierta para poder ver cómo es la construcción, pero en la realidad, la espiral debe quedar bien cerrada.
Cubrimos la caja con vidrio y colocamos el calentador inclinado y en dirección al sol, con la salida de agua caliente más alta que la de agua fría.
En un clima tropical húmedo no es difícil encontrar agua. El problema radica en mantenerla pura, ya que, generalmente, es localizada en lugares expuestos a la contaminación por desechos sólidos o líquidos.
En zonas templadas muchas veces podemos encontrar agua en las partes bajas del terreno o en áreas donde existen plantas, en cuyo caso habrá que cavar para localizarla. La profundidad dependerá del tipo de plantas que se den en ese lugar.
Existen regiones donde llueve mucho en algunas épocas del año, de manera que se pueden construir tanques para almacenar el agua y utilizarla en temporadas secas.
En el trópico seco es necesario buscar otras soluciones, ya que los manantiales son profundos y difíciles de encontrar.
Acostándose en el suelo antes de la salida del sol y manteniendo la cabeza levantada, para ver una buena parte del terreno, se puede comprobar si hay agua, ya que con los primeros rayos del sol, el suelo se calienta y en lugares húmedos saldrá un poco de vapor, indicio claro de que hay agua y podremos construir un pozo.
El calor de los rayos solares sirve también para secar alimentos, calentar agua e incluso hacer hielo.
Un secador solar se utiliza para secar frutas rápidamente y protegerlas del polvo y los insectos. Para su construcción necesitamos madera y vidrio.
Colocamos el secador con la cara hacia sol. En el fondo de la caja habrá tres cajones con una base de tela metálica o tiras para que pase el aire caliente.
La caja está hecha de tablas o triplay con una capa de material aislante que contenga poliuretano. Tanto en la base como alrededor de los bordes debemos hacer varios orificios para facilitar la ventilación; estos serán pequeños con el fin de evitar la entrada de insectos.
base con huecos;
cajón para meter las frutas, cuyo fondo está hecho con tiras.
También podemos construir un secador para colocarlo enfrente de la estufa.
Corte en perspectiva.
Sobre una base elevada se construye un armario con puertas para acceder a las repisas hechas con tiras de manera que permiten el paso del aire caliente. También, en lugar de puertas, se puede construir varias gavetas con fondo medio abierto.
Para proteger nuestro secador de la lluvia lo cubrimos con una lámina metálica o con tejas, dejando una salida para el aire caliente por encima de las puertas. En la parte de atrás se encuentra la abertura donde se conecta el calentador de aire, que está hecho con una lámina negra montada sobre un panel y tiene una tapa de vidrio.
En regiones calientes y áridas como los desiertos, donde la temperatura desciende por la noche, es posible producir hielo, pero debemos tomar en cuenta los siguientes factores climáticos:
Con el fin de saber si la región es apta para la producción de hielo, debemos hacer, paso a paso, el siguiente experimento:
Excavar una trinchera en un lugar abierto, a poca distancia de la casa y de las árboles.
Llenar con paja u hojas el piso para aislarlo.
Colocar algunos platos de barro con agua de tal forma que queden sobre la paja y 5 cm por debajo del nivel del suelo.
Después de una noche clara y sin viento, encontraremos, en las primeras horas de la mañana, los platos con hielo. El agua congelada debe retirarse antes de que empiece a derretirse con el calor del día, guardándola en una caja con tapa aislante o en una jarra conservadora (vea el capítulo siguiente).
En áreas donde sopla el viento durante la noche, se debe construir un muro de ladrillo y cemento, por un lado de una trinchera.
También es factible construir un colector con un marco de madera y cubrirlo con un plástico.
El colector debe ubicarse retirado de las edificaciones que irradian calor durante la noche, y tampoco debe estar cerca de los árboles.
En un colector de 50 × 200 cm, 2 cm de agua producirán 10 kg de hielo.