A la hora de buscar casa, uno de los requisitos clave es que tenga buena iluminación natural a través de las ventanas, para no depender todo el día de la electricidad. Sin embargo, no todos los edificios tienen la orientación adecuada para ello. Esta innovación desarrollada en la Universidad de Córdoba puede reducir más de la mitad el uso de luz artificial redirigiendo el sol de forma automática.
El edificio Leonardo da Vinci de la Universidad de Córdoba esconde un curioso sistema en la parte superior de su estructura que le permitirá dejar de ser un centro de estudios oscuro y consumir menos electricidad. Un dispositivo compuesto por un sistema de espejos (heliostato) es el que se encarga de 'inyectar' la luz solar dentro de las aulas, en las que de otra forma los alumnos deben estudiar todo el día con iluminación artificial.
"Hemos conseguido que durante el 65% de las horas lectivas no haga falta recurrir a la iluminación artificial", explica Luis Manuel Fernández-Ahumada, coordinador del Laboratorio de Robótica y Hardware Libre de la Universidad de Córdoba a EL ESPAÑOL-Omicrono. El equipo ha publicado sus resultados en la revista Sensors y ahora planea aplicarlos en distintas estancias del campus para seguir poniendo a prueba su diseño automático.
En España ya se usan los heliostatos para convertir la energía solar en combustible para aviones, mientras que en otros países como Dinamarca se enfocan en incrementar la iluminación durante los meses más oscuros del año. De ahí que el equipo de investigadores cordobeses haya optado por basar su sistema en esta tecnología, creando un diseño propio y mecanizándolo para que mantenga el nivel óptimo de luz dentro del aula durante todo el día.
Un diseño propio
Sobre el tejado del edificio Leonardo da Vinci, los investigadores colocaron dos maquetas que simulan el interior oscuro de este edificio sin ventanas, pero una de ellas cuenta con la ayuda de un sistema de heliostatos a escala que redirige el sol hasta su interior. Los rayos solares se reflejan sobre los espejos y llegan al interior del edificio a través de un techo con claraboyas.
Diseño de heliostato
El espejo que refleja los rayos solares se ha colocado sobre un sistema articulado que se deforma, con dos barras de longitud fija y articuladas en tres puntos. Los rayos se redirigen hacia una dirección paralela al eje de rotación de la Tierra al incidir en el espejo primario y pasar al secundario a lo largo del eje, para llegar finalmente a la dirección deseada dentro del aula.
La principal diferencia de este diseño es que es más simple que los tradicionales y utiliza un solo eje, lo que supone una reducción de los costes. Por supuesto, cuentan con automatización para reorientarse en caso de que los sensores detecten una falta de luz y sigan al sol mientras la Tierra gira durante el día. Entonces, los motores cambian la posición de los heliostatos para 'recoger' más iluminación.
Ilustración del sistema de heliostatos
Dentro de la estancia, los investigadores colocaron unos LED para compensar con iluminación artificial. Así, cuando la luz natural no es suficiente, se mantiene siempre la sala bien iluminada de forma automatizada, sin que nadie deba preocuparse de este detalle.
Ahorrando electricidad
Este edificio de la Universidad de Córdoba es uno de los más oscuros del campus y sus aulas dependían enteramente del uso de iluminación artificial. Sin embargo, con este nuevo diseño podría recibir luz natural en su interior durante 11 horas seguidas, rebajando el gasto de energía durante las horas lectivas.
Aula iluminada
El 37,21% de las horas lectivas durante un año se cumplirían las recomendaciones del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía para un correcto aprovechamiento. En la maqueta con el sistema de heliostatos no fue necesario usar iluminación artificial durante el día, mientras en la maqueta que no integraba los heliostatos sí se usó.
Ambas maquetas son 15 veces más pequeñas que el edificio recreado, pero han servido para poner a prueba este dispositivo automático que regula la luz de las aulas. Una vez demostrados sus resultados, se disponen a crearlo a tamaño real en el edificio. Primero están instalando su invento en laboratorios y después en el aula en la que están inspiradas las maquetas cuando las clases cierren por vacaciones.
Heliostato a tamaño real
Para esta siguiente fase, el equipo no ha necesitado hacer grandes modificaciones de su diseño, pero sí ha cambiado algunos materiales. Luis Manuel explica a este medio que han tenido que mejorar los materiales impresos en 3D para la estructura y el soporte del espejo. "Era necesario que soportara el calor, estamos en la Universidad de Córdoba", explica.
También en tu casa
Imagina tener un sistema de espejos que dirige los rayos solares hacia la ventana de tu casa mientras el Sol se desplaza y te permite tener muchas más horas de luz natural. Sería un sistema más sencillo que el de poner a rotar el edificio como propuso un inventor de Bosnia el año pasado.
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Los investigadores aseguran que su invento se podría poner en otros edificios sin necesidad de usar claraboyas en el techo como en este caso. El heliostato se podría colocar frente a las ventanas de una vivienda para llevar más luz a las zonas más oscuras. Solo sería necesario contar con espacio libre o disponible enfrente de la fachada. "Si hay un entendimiento entre las personas a las que pertenece el lugar en el que hay que colocar el plato y las que quieren redirigir la luz, no habría problema, y de hecho, nuestra idea es esa", señala el investigador de la Universidad de Córdoba.
Asegura también que su instalación no supondría un incremento importante del calor al redirigir la luz hacia las ventanas. Los heliostatos se usan en plantas termosolares para calentar el fluido de las tuberías, pero en el caso de estudio de Córdoba, explican los investigadores que, "no hemos estudiado cuánto incrementa la temperatura, pero se al partir de dos reflexiones, dos espejos como los que nosotros hemos presentado, la luz se mantiene, pero se pierde algo de calor en el camino", afirma.