COMISION NACIONAL DE INVESTIGACION CIENTIFICA Y TECNOLOGICA (CONICYT) Canadá 308, Casilla 297-y aritiago, Lnhie CONICYT/SRE/

SEMINARIO SOBRE LOS RECURSOS ENERGETICOS DE CHILE

Santiago de Chile, 16-19 Abril 1974

ALGUNAS PROPOSICIONES PRELIMINARES DE ACTIVIDADES CONDUCENTES

A LA EXPLOTACION ECONOMICA DE LA ENERGIA SOLAR EN CHILE.

INFORME PRELIMINAR DE LA NISION DEL DR. FELIX TROMBE (C.N.R.$) EN CHILE EN 1973

PROPUESTA DE COOPERACTON DEL BATTELLE-GINEBRA EN LA CREACION DE UN CENTRO DE ESTUDIOS Y APLICACION DE L/ ENERGIA

SOLAR.

Rectoría, Departamento de Proyectos Universidad del Norte, CHILE

/

Santiago de Chile, 1974

lo

ALGUNAS PROPOSICIONES PRELIMIN: RES DE ACTIVIDADES CONDUCENTES A

LA EXPLOTACION ECONMICL DE LA ENERGIA SOLAR EN CHILE.

1. CONSIDERACIONES GENERALES

La demanda para el desarrollo de fuentes energéticas conven

cionales y la explotación de nuevas fuentes está en un constante

crecimiento paralelo al de la población y al de las expectativas

de calidad de vida de ésta.

Sin embargo,

gético tienen hoy

agotamiento de lo

dial que se vivió

ria advertencia a

sobrevenir.

los sistemas tradicionales de suministro ener-

en día claras limitaciones : la polución y el

s combustibles fósiles. La crisis energéticamun

recientemente, puede considerarse como una se-

la situación que en un futuro no lejano podría

En la actualidad, la Universidad del Norte esta investigan-

do en el campo de la Energía Solar, que puede ser una solución

significativa al déficit energético convencional que se indica,

y que no tiene las limitarites antes señaladas. Debe recordarse

que el sol es el recurso energético "limpio' más abundante deque

la humanidad dispone.

Por lo demás, no es primera vez que se estudia la radiación

solar como fuente de suministro energético para el hombre, hay

muchos y muy antiguos precedentes tales como: el destilador de

agua de Wilson (Chile) en 1872, los trabajos de conversión de

energía solar en mecánica de Mouchot (Francia) entre 1860 y 1875

los de Ericsson (uSr) en 1883, la bomba solar de Chandier (USA)

en 1904, la planta de energía solar Shuman-Boys (Egipto) en 1913,

etc.

- -------- -----------4--- 1 - --

- -

Los resultados del Congreso de Energía Solar organizado por

UNESCO en Julio de 1973 han demostrado, que desde aquella época

de los primeros pioneros hasta ahora, se ha logrado un avance

significativo en muchos campos, a través del desarrollo de nue-

vas tecnologías y del empleo de nuevos materiales.

Así, muchos países ya se benefician de los resultados de una

incipiente industrialización de la energía solar, a trav&s de apli

caciones muy desarrolladas y de tecnología relativamente sencilla

tales como los calentadores solares de agua, la calefacci6ri solar

de viviendas, los hornos solares y otros.

En varias de estas aplicaciones, el problema os ms bien eco

nómico industrial que científico, y debe concentrarse en el desa-

rrollo de artefactos de menor costo y/o mayor eficiencia y en la

apertura de un mercado significativo para artefactos solares(que

permita entre otras cosas reducir costos por efecto escala en la

producción).

Por las facilidades de que dispone, Chile debe incorporarse

activamente a un proceso de industrialización de la energía solar

y paralelamente debe incentivar las investigaciones que realicen

en este campo y que tengan posibilidades ciertas de incorporar be

neficios a la economía. nacional.

En efecto, basta examinar el informe de Battelle-Ginebra que

se adjunta para concluir que las condiciones climáticas, tócnicas

e industriales que se encuentran en el Norte Chileno proveen un

marco excepcional en el mundo, para iniciar una actividad tecno-

lógica-industrial de vastas perspectivas en el campo de la Ener-

gía Solar en Chile.

Finalmente, no debe omitirse los beneficios que estas acti-

vidades pueden reportar en trrninos de ahorro de divisas y de no

dependencia extranjera de las fuentes energéticas del Norte,asun-

-.--------------.---- .-

-3-

tos de la máxima importancia para un país en dcsqrrollo como Chi-

le.

2. NECESIDAD DE UN:, POLITICA NACIONAL DE FOMENTO A LÍk

UTILIZACION DE LA ENERGIA SOLR

Como se señaló antes, en Chile existen las condiciones objo

tivas suficientes para impulsar un desarrollo tecnol6gico-irdus-

trial en el área de la energía solar. Esta no es por supuesto una

tarea de corto plazo; sin embargo, debe considerarse para ella

una alta prioridad entre las actuales tareas do Gobierno. Por su

puesto, en ella deben participar activamente instituciones de fo

mento del desarrollo nacional, además de laø Universidades que des

de hace largo tiempo realizan investigaciones en este campo.

Dentro de estas actividades, un sector muy importante locons

tituye la capacitación a nivel de post y pre grado en el campo de

la energía solar de una amplia gama de profesionales (ingenieros,

arquitectos, etc.) que pueden otorgar en ci futuro una conttibu-

ción significativa para los planes que se impulsan en esta área.

De hecho este es un campo tan amplio, que los aportes técni-

cas-profesionales que puedan surgir desde distintos sectores deben

ser alentados e incorporados a través de algún sistema de fomento

y de coordinación que se establezca en el futuro.

En el hecho las aplicaciones que se mencionan en los documen

tos siguientes (1), permiten distinguir áreas de especialización

preferente en Ciencias Físicas, :rquitectura, Ingeniería (en las

áreas de Construcción, electrónica, química, ingeniería industrial

y metalurgica) y Economía.

(1) C.NOR.S. Y BTTELLE.

Comprendiendo la complejidad del problema y sus alcances eco

nómicos, la Universidad del Norte ha realizado activos esfuerzos

para establecer vínculos de cooperación con organismos tales como

CORFO, ENDESA, CORVI y algunas empresas mineras e industriales.

3. LA COOPERACION INTERNACIONAL

Desde hace algún tiempo, la Universidad del Norte ha venido

desarrollando actividades de cooperación técnica y científica a

nivel internacional.

Fruto de este esfuerzo de cooperación internacional, la uni-

versidad presenta dos trabajos que estima de interés para el cono

cimiento de los medios científicos y tecnológicos chilenos, y que

se relacionan con las actividades que ha estado impulsando en el

campo de la Energía Solar

a) Nota preliminar del Dr. Felix TROMBE (C.N0R0s0) en relación

con su misión realizada en Chile en 1973, para la Universi-

dad del Norte, y

b) Propuesta de cooperación internacional del BATTELLE-Ginebra

para la creación de un Centro para el estudio y aplicación

de la Energía Solar.

El primer trabajo forma parte de un acuerdo de cooperación

técnica con Francia para el establecimiento de un horno solar de

400 KW. en las cercanías de Calarna. El informe final del Dr. Fe-

lix TROMBE se encuentrq ya en los detalles finales de su prepara

ción y será entregado en fecha próxima a su contraparte nacional,

para continuar posteriormente con un intenso programa de coopera-

ción bilateral que incluye entre otras coss, un proyecto de mcdi

ciones PIRHELIOMETRICAS a cargo del Prof. Carlos Espinoza del De-

partamento de Ciencias Físicas de Antofagasta.

-.5-

Coincidiendo con las metas planteadas por el Dr. TROMBE del

C0N0RS. y con las actividades programadas por el Prof. Espinoza

de la. Universidad del Norte en el Imbito nacional, se inserta el

programa complementario propuesto. por J0MMEYLIN y J. FOURNIER

DEL BATTELLE-GINEBRA, quienes se encuentran en un estrecho contac

to de Cooperación con el centro francés de Odeillo y el Dr. Trom-

be para este propósito.

Por lo dems, se espera en Junio la visita de una misión de

BATTELLE a Chile, ocasión en la cual se discutirán los aspectos

particulares del programa a desarrollar en conjunto.

En este marco debe incluirse adems el convenio de coopera -

ción científica y técnica recientemente suscrjtó entro la Tjniversj

dad del Norte y la Universidad de Rennos, y que incluye entre otras

cosas, un programa para la conversión directa de energía solar en

electricidad.

Por otra parte, la Universidad ha iniciado el trámite de una

solicitud de asistencia financiera presentada al Banco Interameri cano de Dcsqrrollo y que tendría como finalidad otorgar un soporte

material adecuado a las actividades que se están proyectando en el

campo de la Energía Solar, su estudio y sus aplicaciones.

Conviene destacar la importancia de este nexo de cooperación

internacional que la Universidad del Norte maneja, y que refleja

el prestigio y la confianza de que goza su labor científica en el

campo de la Energía Solar, entre los investigadores extranjerosFe

lix TROMBE, Jacques FOURNIER, Pierre BRUN, que han tenido la opor-

tunidad de conocerla ampliamente, durante sus estadías en Chile.

En definitiva, los proyectos y actividades que la Universidad

del Norte estárealizando se basan en una concepción práctica y

realista de las cosas, y conducen tanto en ci corto como en el lar

go plazo a objetivos de industrialización nacional en este campo.

-6-

Como se ha señalado anteriormente, Chile posee un excepcio-

nal recurso energético solar y en nuestra opinión esta"riqueza na

tural" debe ser explotada en el plazo rnis breve que sea posible.

Además, la tecnología de artefactos solares se encuentra en la ma

yoría de los casos, en un estado muy avanzado de desarrollo. De

allí que algunas aplicaciones prtcticas en el campo de la indus-

tria, la energía y la vivienda, puedan visualizarse a corto pla-

zo.

JOAQUIN MOR1LES F. Departamento Proyectos

NOTA PRELIMINAR NQ 1 SOBRE LA MISION EFECTUADA

EN LI, UNIVERSIDAD DEL NORTE-CHILE

Por FELIX TROMBE, Director del

Laboratorio de Energía So-

lar del C.NR.S. (Centre

Nationale de la Recherche

Scientifique).

A petición del Rector de la Universidad del Norte-Chile,

Señor Miguel Campo Rodríguez, se ha establecido una eva -

luación esquemática de término de misión que ha sido con-

feccionada a comienzos de junio de 1973. Esta evaluación

es, por supuesto, muy incompleta y provisoria. Sólo es

entregada a titulo de información.

FIN ALI D. DES DE LA MI SI ON

1 DEFINIR LA UTILIZACION DE L ENERGIA SOLAR EN CHILE

(Aspectos científicos, técnicos y económicos)

II ESCOGER UN LUGAR PARA LA INSTAU ClON DE UN CENTRO

ESPECIALIZADO EN LA UTILIZACION DE LA ENERGIA SOLAR

III INTENTAR EVLUiR APROXIND1MENTE EL COSTO DE L1 OPE

RACION IV DEFINIR LAS ACCIONES INMEDIAL S QUE DEBEN EMPRENDERSE

1

DEFINICION DE L UTILICION DE L ENERGI SOLAR EN

CHILE (spectos científicos, técnicos y económicos)

El clima del norte chileno es, ciertamente, el mejor

del mundo para la utilización de la energía solar. Por

otro lado, Chile importa la mayor parte de los combusti -

-2-

bies que utiliza. La energía solar puede aportar contri-

buciones en los dominios siguientes:

A.- Explotación a corto plazo o inmediata Calefacción pa -

ra casas, calentar ci agua, producción de agua dulce

y de hielo, alimentación con agua dulce de invernade -

ros de cultivo, calefacción de invernaderos de cultivo.

B.- Explotación a largo plazo Producción do potencia (mo - tores solares, foto y tormófilos). Producción de al -

tas temperaturas (Hornos Solares).

.- EXPLOT. ClON CORTO PL:20 O INMEDI T;

a) Calefacción de casas (por efecto de acumuladores verticales). Estudiado en Francia en el CONROS. y paten-tado en distintos países. Esto procedimiento es aplicable

en Chile y permitiría considerables economías de combusti-

ble y de electricidad. En la mayor parte de Chile la tem-

peratura diurna es favorable y la temperatura nocturna es

muy baja. Mótodos muy sencillos establecidos por el C.N.

R,S,, permiten acumular las calorías solares del día y de

restituirles en la noche a la habitación. El procedimien-

to es muy económico para Chile (no es el caso en Francia),

la Energía Solar po dría por sí sola asegurar la mantención

de una temperatura favorable en las habitaciones. Se po-

dría solicitar una colaboración al CONOROS.

b) Calefacción del agua (Ver U. Santa María) (por efec

to de acumuladores horizontales o poco inclinado). El pro

cedimionto muy estudiado y aplicado muy ampliamente en Is-

rael, y sobre todo en Japón, debería desarrollarse en Chile.

Es muy económico. Se debe integrar la calefacción a la ar-

quitectura de la habitación, 4 metros cuadrados de acumula-

dores bastan para calofaccionar el agua do un pabellón (150 a 200 litros de agua) por día.

-3-

c) Produccin de frío, de hielo y de aguo puro

Estos ensyos utilizan l gran r a Jici'n de lo tierra so -

bre el cspcia en el cielo clara, c:mn os el coso de Chi -

lo; ellos utilizan igualmente l' cvpracin, muy conside-

rable en una parte de Chile.

Les resultados de Mont Sn. Louis (Frncia CNROS)

han Sido traídos a Chile por Marcelo Robert después estu - diados y desarrollados p r Jacqucs Fournier y sus colabor

dores. Se obtiene bajos J.c temperatura notables (más de

40° c con apartns muy sencillos). La aplicacin prctica

realizada por Fournier tiene una gran importancia poro Chi

le y debo ser desarrollado. Se obtiene por la intervenci6n

simultnea dc rodiocin y de la evap.racin y c-ngelacin del agua (cn un prnmedi- de 10 a 15 kilos de hielo pr

Y por noche) (un mximo de 50 kilos por m 2 en Chiu-Chiu e

mayo de 1973). El agua pura producidr- por la fusi-n del

hielo contiene 10 voces menos boro y arsénico que el agua

inicial.

Este resultada es muy imp rtanto porque el boro es

un veneno paro las plantas y el •arsnico par los seres

humanosjns animales

d) Cultivos bajo invernadero (con economía de aguo)

El procedimiento publicado en Francia CNR.S. ticne una

quincena de años, h sido explotod en Chile por Jacques

Fournier. Los inverneder s son alimentados por el agua pu re producid-a por lo fusión del hielo bojo % de boro). Se han hecho cultivos (tomates) en escala apreciable, el pro-

cc1imiento podría ser omliamentc desarrollado en Chile Pla re la ebtencin de diversas legumbres.

e) Calefaccin de viveros de cultivo Actualmente en roz6n del frí : .. de la noche (por jempla en le regi3n de Celoma) los viveros son calentados por combus

tibles clsics. Serí fcil, -) ,-r aplicacin do los móto-

dos del CNORVSO calafaccioner las cass y calefeccionar

los viveros en la noche, por captación de la radiación

solar en el día.

B.- EXPLOT. CICNTS L. RGO PL20

a) Producción do fuerza (energía mecánica o producción

directa de electricidad). En raz6n de los bajos rendimien

tos de conversión (a. 20%) la energía producida por el sol

es aún mucho rns cara (6 a 10 veces o mss) que le energía

clásica, poro el precio de los combustibles clsicos aumen

ta sin cesar y el reemplazo atmico no txico (fusión) os

aún una perspectiv muy remota. Esta situacin ha provoca

do, en diversos países, una incuietud considerable, refor-

zada por la preocupación de evitar una contaminación cre -

ciente y peligrosa del agua, de la atmL5sfera y de le super

ficie terrestre, de lo que resulte una perspectiva nueva

para la explotecin de le energía solar. Numerosos contra

tos son propuestas (US.. ) Chile podría participar en esta

paute a nivel mun'iiel por medio do construcci6n de apara -

tos y sobretodo por una experimentaci(n en condiciones del

sol muy precis a s. Hay cue tener en cuenta que la energía

serk aún por largo tienpo ms cara que la energía clsica.

b) Producción do altas temperatura.s

Hornos Solares

La razón principal que ha llevado a realizar (en Francia

en particular) los hornos solares de gran potencia, res¡ -

de en las notables propiedades de estos ap aratos (calefac-

cin instantánea o programada, acumu1acin, tratamiento

sin contaminaciún ninguna, casi a temperaturas que sobre-

pasan los 30000 C). Por otra part.: los harns solares son

de rendimiorib elevado (60 a 70%) mientras que los motores

solares aún en gran escale tienen rendimiento mucho ms ba

jo.

-5-

Las cualidades precedentes deben permitir a los bar

nos solares do com petir en ciertas dominios industriales

con la energía clsicn. La cleccin del norte chileno pa-

ra desarrollar los hornos solares esté_ motivada por las ra

zonas siguientes:

1) Un sol excepciono 1, a la voz par ci número de

días utilizables (95%), la calidad del sol (1050 watss pro

medio contra 900 en Francia), y la regularidad del aporte

energético.

2) Posibilidad de realizarlo gracias a las cualida-

des precedentes de las operaciones de alta temperatura que

no so pueden efectuar en Francia (Metalurgia, por ejemplo).

3) Posibilidad de trabajar ms de 2500 horas por

año (en lugar de 1000 o 1200 heras en Francia) resulta de

ello que la rentabilidad de un horno solar chileno (calcu-

lado sobro lo amortizacin de precio de los aparatos y el

número de hras) os ms do des veces elevado que la de un

horno solar en Francia.

Las persaectivas anteriores son muy alentadoras pa-

ra una, tentativa de desarrollo de grandes hornos solares

en Chile. Pero no se puede ocultar oua la aoer-acin es a

largo plazo.

La rcalizacin del aooratn propuesto actualmente

(300 a 400 Kw), que será rnodernizaio con relación al de

Odeillo, exigir comprendida la insta.laci6n y regulación

por lo menos tres añas (:10 ensayo pr concluir en mrtodos

de fabricacin que sean tambin bastante largos. La ren-

tabilidad de tal a p arato serr, narcial durante mucho tiem-

po. Esto no quiere decir que no hay que construirlo pero

se necesita preveer su utilización en el dominio de lo in

vestigaci6n aplicada o piloto o para las fabricaciones es

peciolos. El horno salar chileno poJirEÍ equilibrar prcia1

mente y cada vez mas sus presupuestos sobre todo p r con -

-6-

trats provenientes del exterinr de las industris chi

lenas y preparar para Chiic: un porvenir iric 1.ustrial par

la eXplc)taCi')fl de le energía solar.

La elecci:'n e la regin norte chileno fov'rece tal

perspectiva. Si por ejemplo se instalo un Centro de En-3

gía Solar en las 1rededores de Calama puede, sin ningún

problema, trabajar para las industrias, ya sean regionales

(Chuquicamata), yo sean extranjeras, por la proximidad al

puerta e ntafagasto cuyo OCCCS° desde Celoma es fácil.

Se puede encarar en cierto medida, y bajo reserva de

la apr'baci'n de los organismos Iranccses (C.N.R.S.) en

particular intercambis científicos y t'cnicos entro el l

boratorio de Odeillo y el Centro Chileno a fin de concluir

una planificacin de las necesidades mundiales cn el domi-

nio de los hornos salares.

II ELECCION DE UN SITIO EN EL NORTE DE CHILE LL INS TdL»CION DE UN CENTRO DE ENERGL SOL. R.

La uhicacin de un Centro de Energía Soler dobe tener

las caractcríticas siguientes:

a) Un SOl p a a a tente y regulr 1050 1100 watts cama

promedio.

b) Terreno que no orosente nublad's ni l oriente ni

al poniente y pendientes poco marca*os.

c) Superficie suficiente do terreno disponible (50 a

100 hoctreas) para el desarrollo posterior.

d) Terreno que permita c:nstruccinnes (suelo firme)

e) Que n' haya humos de aerosol y polvo,

f) due no haya vientos violentes.

g) ;gua para las instalaciones solares (5L/segunda

como mínimo) y agua potable.

Se ha realizad: una misin entre el 16 y el 30 de mayo

en ;ntofagasta y orincip almanta en Calama y sus alrededores.

-7-.

Les rosultofls do

me posteri-r.

Por oh-ra se

heliomtricas que

ra tener el sol

cia a los Andes.

esta misin soran precisados en un infor

)uccle concluir según las mediciones pire

es necesario una altura de 2000 o ms pa

sdr: y que nc hay que occrcarse domasia

Tres sities han sido seleccionadas a les 2.500 m

1) Este de Chiu-Chiu y norte del ríe SaleA (ya señalado en un informe anterior).

En esto sitio se dan los mejoras asoleamiontas (1140

watts en mayo de 173) per- presentA fluctucionus riel or-en de los 100 wetts. Durante el día se observa un volar determinada poro van blc de un día a otr Las noches son extremar1amcnte clras, l abservaci . n antori r se de-

be a humos muy duluídes e invisibles directamente de Chu-quicamta.

2) Proximid Loa ad del Lo, en las vecincla cs de ngostura ( -al este del río Lea hacia los Andas)

La misma cbsorvacj!n anterj'-r. Les I(-,s sities ,ntes señalaci-s snn perfectos desde ci unto de vista del agua,

terren , viento, etc, pera tienen el problema do una pa - quena presencia 'lc humas de Chuquicamrta,

3) Macizn de Mectazuma (2.500 m)

En las vocin 1,7 ,Jes del camina que atravieso 1 monta-

ña entre ci macizo do Mectozurna y el maciz: de Lim.n Ver-

de. Un buen sol, por- sin agua,

Conclusjn Actual

L eleccin entro les

tificada por observ'cjnnes

cas, al estudio de aliment

sano un períade de un año

a una eleccin definitiva0

sitios señalados deber ser rec Pireheliomútnicas, anemomátrj-

aciAn de agua, etc. Sería noco

pera llegar a una conclusin y

-8-

III INTENTO DE EV LU ClON PtOXIM.D DEL COSTO DE LA

OPER.CIONCNTRO DE NTRGI .. SOL.R

No se puede solar con recisin el cesto de ingo -

niorío. en Chile. Para los aporatos solares se puede in -

dic ..r que un horn de 300 a 400 Kw modernizado con rolo -

cin o Odeille cstorío entro el 1.000.000 y 1.500.000 d'5

lares (5 a 7,5 millones de francos). El conjunto de las inversiones puede estimarse en un millón do dlores poro

esta cifra no tiene mis que un valr relativ ya que bue-

na parte tiene que efoctuorse en Chile con una base finan

ciera diferente.

IV DTFINICION DE ACCIONES INMEDI T;S

En Francia se hor un esfuerzo para ayudar científi -

camonte y tcnicomente el dospegue del Centre e Energía

Solar y su funcionamiento.

La acción m.s _urgente es la de medi ..as de rodiacin

en el Norte corco .10 ntofagasta (Poronal) y los alreded

ros de C a lamo par7 elegir un sitio definitivo.

So necesitanoeorotes, vehículos y un oquin especia

lizodo disponible durante un año.

En la Univorsi'.ad del N'rtc se ha cncnntrdo lo mejor

voluntad y existo un equip comeotente listo paro actuar

si se les proporciona ls molías do hacerlo.

S'NTI d G0, Junio 7 do 1973