Inspirado en el papel que desde siempre ha jugado el Sol para la humanidad, Mariusz Śmietana diseñó un sistema de energía solar que llamó Lumora, para plantearlo como una solución asequible y sostenible para el aprovechamiento de la luz solar en lugares donde sería “físicamente” imposible.
Śmietana, de la Universidad de las Artes Magdalena Abakanowicz en Poznan, presentó el proyecto Lumora Sunlight System en los James Dyson Award, que consiste en un sistema de heliostato que transporta la luz solar a espacios oscuros, además el foco personalizado permite la manipulación y regulación de la luz captada.
“Diseñé un sistema utilizando lente Fresnel, helióstato y fibra óptica, proporcionando luz natural a lugares sin luz solar. El foco personalizado permite la regulación y manipulación de la luz captada”, dice.
¿Cómo funciona?
El emprendedor explica que el sistema diseñado permite concentrar la luz solar mediante lentes Fresnel y colimadores montados en el heliostato de seguimiento solar, que luego se transmite mediante fibra óptica a una luminaria que se puede utilizar para iluminar con luz solar habitaciones o incluso cultivos.
“La solución se apoya en cálculos, realizados para diferentes espacios. Suponiendo que a partir de 1m² el sol genera 1000W, el 45% de los cuales es luz visible cuando se convierte en lúmenes, podemos suponer que el sistema genera 33.480 lux/m² por hora a pleno sol”, detalla.
Esto alcanza para iluminar 33 puestos de trabajo con una necesidad de 500 lx/m2, o 230 cuadros con una dimensión de 50×70 durante aproximadamente 4.5 horas al día en Polonia, agrega.
El proceso de desarrollo
Śmietana narra que eligió lentes Fresnel para su diseño porque quería enfocar la mayor cantidad de luz posible, además de que son ligeros y resistentes a las duras condiciones climáticas.
“El siguiente elemento fueron los colimadores y su colimación precisa de la luz al transmisor: la fibra luminosa. Se optó por el aluminio fresado, que cuando se procesa adecuadamente tiene propiedades ópticas y se convierte en un disipador de calor natural, minimizando el riesgo de derretir la fibra óptica”, indica.
El diseño consiste en un panel de 16 lentes independientes que se montó en una construcción de perfiles de aluminio y policarbonato, lo que permitió una calibración precisa del sistema y su resistencia.
El diseño minimalista del heliostato y el pequeño panel fotovoltaico proporciona seguimiento solar de dos ejes mediante un motor lineal y una plataforma giratoria, haciendo que el proyecto sea energéticamente independiente, dice.
“El elemento final fue una luminaria ergonómica y económica que permite enmarcar y manipular completamente la luz captada. Utilicé una lente para difundir y agudizar la luz, y aperturas para darle forma. Para mayor comodidad y uso intuitivo, utilicé una rosca de bobina múltiple para ajustar la lente y una rosca de cámara estándar para facilitar el montaje del reflector: prototipo realizado con impresión SLS (láser 3D). Guiado por la sostenibilidad, incluí un sistema híbrido que permite el uso de luz artificial, en días nublados”, explica.
Una solución eficiente y sostenible
El joven polaco destaca que su solución se diferencia por el uso de múltiples lentes Fresnel pequeños, en lugar de uno grande, para aumentar significativamente la eficiencia del sistema y porque se adapta a espacio limitados del techo.
“El segundo diferenciador en el mercado es que permite una dirección de luz flexible y personalización mediante el uso de múltiples fuentes de luz independientes. El sistema, a través de su método de enfriamiento diseñado y el uso de más haces de fibra óptica, gestiona mejor el calor generado por la luz solar que otras soluciones”, asegura.
El diseño sencillo, económico y actual del heliostato permite que el sistema esté ampliamente disponible, especialmente en los países del Tercer Mundo, lo que abre el camino hacia un mejor uso de la energía solar, que se puede utilizar para cultivar plantas, mejorar la calidad de vida u observar de forma natural el arte creado antes de la invención de la bombilla, expresa.
Mariusz Śmietana indica que su objetivo es seguir desarrollando este proyecto, pero se centrará en simplificar el sistema para hacerlo más accesible económicamente a los países menos desarrollados.
“Veo muchas formas de diseño, como producir lentes y fibra óptica a partir de botellas de PET, que ayudarán a reducir los costos de producción, facilitando el acceso a los componentes necesarios”, comenta.
Además, dice estar considerando utilizar el calor emitido por el sol para fines como destilar agua o calentar cultivos, porque quiere promover la sostenibilidad y el acceso a las tecnologías necesarias para las comunidades con menos oportunidades financieras.
Fuente: jamesdysonaward.org
