Hacer experimentos, aunque sea en un ámbito muy aplicado, puede proporcionar resultados inesperados, incluso sorprendentes, y no me refiero solo a los datos, me refiero también a que ponen sobre la mesa nuevas líneas de trabajo, por ejemplo, en el ámbito escolar. Todo empezó hace unos meses cuando me invitaron a entregar unos premios a distintas escuelas que habían trabajado el tema de las energías sostenibles. Fue interesante porque los alumnos, ejecutando lo que se les había pedido, habían realizado trabajos de gran calidad, pero que adolecían de una grave carencia. Los chavales habían recopilado información sobre el asunto y habían realizado un vídeo con sus conclusiones, todo correcto, todo bien, solo faltaba la parte esencial, la verificación experimental.

Estamos formando indudablemente ciudadanos responsables, pero quizás algo pasivos, personas que serán simples consumidores responsables de energía. Pero hay más, también hay la posibilidad de mostrar a nuestros pupilos que pueden ser los protagonistas en la producción de energías limpias y en la investigación necesaria para su desarrollo, contribuyendo así al cambio de modelo energético que tanto estamos necesitando. Por todo ello me propuse buscar algún campo de experimentación que permitiera realizar trabajos de investigación en la escuela, con pocos medios y buen resultado, y este fue tan bueno que tuve que reconsiderar mis ideas. Yo partía de la hipótesis de que ciertamente nos llega mucha energía del sol, lo sorprendente ha sido que fuera tanta y tan fácil de captar con medios muy limitados. Debo confesar que estoy perplejo, que me he visto condenado por la evidencia a reconocer la magnitud real de la aportación energética del sol que quizá por ignorancia había minusvalorado demasiado.

Harina de otro costal es la optimización del captador de energía. Conseguir escoger entre lo que hay en el mercado, localizar elementos ya preconstruidos y aprovisionarse de los materiales idóneos al mínimo coste, requiere pragmatismo y paciencia. Para muestra un botón, cuando esta colaboración ya estaba en la fase de revisión descubrí un excelente yacimiento de chapa de aluminio a un coste “residual”. Me explico: para la mayoría de las aplicaciones de captación del calor radiante del sol es suficiente utilizar chapas metálicas de poco espesor. Cuanto más conductor térmico es el metal más delgada puede ser la lámina, y en el caso del aluminio, unas pocas décimas de milímetro ya son suficientes. El tema no es baladí, el volumen crece al cubo, con lo que un exceso de espesor aumenta notablemente el precio. Por otro lado también se disparan las magnitudes físicas, mayor inercia térmica, más calor almacenado, más peso… por tanto localizar aluminio de espesor óptimo era algo fundamental y lo encontré en una imprenta. Allí para imprimir se utilizan unos cilindros rotatorios que se recubren con una chapa de aluminio con la imagen; después del proceso estas estupendas láminas se despachan a un recuperador, el chatarrero de toda la vida, a una décima parte del precio que tiene el aluminio en un almacén de metales. Acercarse a una imprenta y solicitar con toda educación unas muestras fue la parte más fácil.
 
Esa es quizá la filosofía de este Año internacional de la energía sostenible para todos, producir energía captando energías renovables y utilizando materiales ya existentes, que entran de nuevo en el circuito tecnológico sin ningún nuevo consumo de combustibles fósiles. La experimentación se encarga luego de seleccionarlos y el constructor debe recurrir a las pruebas sistemáticas enfrentándose al reto de tomar buenos datos, algo que de nuevo va a exigir una cierta dosis de paciencia.

La toma de datos térmicos resulta especialmente delicada. Todo está en perpetua fluctuación térmica, los cuerpos tiene una tendencia innata a transferir calor entre ellos y eso, que es lo bueno de un captador solar, es lo malo de la toma de datos. Es evidente que el investigador profesional, e incluso el instalador de energías renovables, dispone de instrumentos precisos de medida; por bastantes centenares de euros podemos comprar aparatos que miden directamente la radiación, pero nuestro objetivo no es la exactitud, sino desarrollar habilidades experimentales de cierta precisión. Por ese motivo me sumergí en un mundo de termómetros, sensores y pinturas.

En la sección se explica que en primer lugar intenté medir la radiación utilizable (con mis medios) del sol. Tomé un disco espectacular de cobre —serviría cualquier cosa conductora y masiva— lo pinté de negro mate y lo expuse al sol. Rápidamente se calentó, pero al cabo de un rato, pese a que lucía el “mismo” sol, su temperatura empezó a crecer con mayor lentitud. Eso, que puede parecer paradójico, es debido a que a medida que el material se calienta se dispara su propia transferencia térmica, hasta llegar a una situación en la que todo el calor que capta es remitido de nuevo, estabilizándose su temperatura, eso sí, muy alta. De aquí sacamos un par de conclusiones, la primera es que hay que tomar los datos cuando la emisión del disco es poco importante y por tanto en la gráfica de incremento de temperatura la línea es casi recta y de pendiente constante. La segunda es que en nuestro panel solar debemos evacuar tanto calor como sea posible, ¡debe estar frío! para que a su vez no disipe calor de nuevo al medio.

Por otro lado, resultó fascinante comprobar cómo ese simple disco ya permitía percibir cuán “activo” es el mundo del calor. Tan solo dirigiéndolo hacia una zona débilmente iluminada ya incrementaba su temperatura en un par de décimas de grado, incluso un día pude observar cómo interactuaba con mi gato, que por cierto, es totalmente blanco y por tanto poco radiante. Estaba ordenando el laboratorio cuando dejé el disco con su soporte sobre una mesa (véase el dibujo en la revista) que quedó en un ángulo bastante vertical sobre esta. Mi gato, ni corto ni perezoso, subió a olfatear y en pocos minutos se puso a dormir ante el cobre ennegrecido, como a unos 20 centímetros; casi en el acto el termopar que indicaba su temperatura empezó a subir, me quedé estupefacto. Cuando ya había subido varias décimas toqué suavemente los bigotes del felino que sin ninguna prisa se fue a dormir a otro lado. Al cabo de un rato el termómetro había bajado de nuevo. Así pues, el dinamismo térmico de nuestro entorno hace que el intercambio de energía sea la norma y que pueda ponerse de manifiesto de una forma que puede parecer especialmente molesta a la hora de experimentar, pero que tiene un gran valor pedagógico.

Ese es el objetivo último de la experimentación con energías sostenibles, disponer de un campo de investigación accesible, con sutilezas, productivo tanto en conocimiento como en valor añadido, que convierta a nuestros alumnos, por unos días, en ingenieros de desarrollo, capaces de extraer un máximo rendimiento energético de materiales simples y de fácil manipulación. Ese es precisamente el caso de las láminas de aluminio que comentábamos más arriba, siendo tan delgadas que pueden cortarse con una simples tijeras, plegadas con las manos y unidas con una simple grapadora, ¿puede pedirse algo más fácil?

Placa solar seccionada realizada con la lámina de aluminio que se describe en el texto, una evolución de la que se representa en la sección Taller y Laboratorio de la revista Investigación y Ciencia de febrero.