La tetera y el dinosaurio. ¿Como mantener caliente el agua solar?
Eres un agricultor, un ganadero o vives en el medio rural. Quieres acumular el calor de una instalacion solar termica y que no se pierda esta energía que los captadores solares termicos han transferido al agua caliente. Dejame que te hable de la tetera y del dinosaurio.
La tetera y la esfera 
Los ingleses tienen fama de saber como hay que beber el té: caliente. Por ello las teteras inglesas son las mas eficientes para conservar el té caliente el maximo de tiempo posible, reduciendo las perdidas. El secreto es la esfera, que es la forma geometrica tridimensional que menor superficie exterior tiene en relación al volumen interior.
Comparemos 1 litro en una tetera esferica con 1 litro en una botella muy estrecha y alta, del mismo material. Seguro que el té se enfriará mucho mas rapido en la botella estrecha ya que tiene mucha superficie por la que perder calor, en comparación con la esfera de la tetera. Pruebalo.
El dinosaurio 
¿Por qué los dinosaurios crecieron tanto? Los reptiles necesitan captar el calor solar para aumentar su metabolismo y de noche consumen el calor acumulado. Si pierden demasiado calor o hace frío no pueden salir de noche. Cuando los dinosaurios carnívoros empezaron a aumentar su volumen, conservaban mejor su calor y podían cazar de noche. Los dinosaurios herbívoros se vieron obligados a crecer tambien en peso para mantener la movilidad nocturna. Es decir, a mas masa, mayor conservación del calor acumulado. ¿Por qué?
Se trata otra vez de una relacion entre el volumen interior y la superficie exterior. Cuanto mayor es el volumen, que aumenta al cubo (cm3 o m3), menos ratio representa la superficie exterior, que aumenta al cuadrado (cm2 o m2). Piensa por un momento, ¿qué se enfria antes una piedra pequeña o una grande?
Si tenemos que acumular el calor del agua durante largo tiempo, cuanto mayor sea el volumen, menos perdidas habra, en terminos porcentuales.
Aplicacion practica en acumulacion de calor de una instalacion solar termica
Cualquier ingeniero experto en solar térmica dira, con razón, que la forma mas adecuada de un depósito es el cilindro, ya que permite que se estratifique el agua fria de entrada debajo y el agua caliente arriba. Ademas razonará, tambien correctamente, que el volumen tiene que ser adecuado a los ciclos de calentamiento solar y de los consumos, diarios o semanales.
Lo que yo quiero provocar es cómo acumular el calor de manera estacional, es decir, acumular el calor en verano para utilizarlo en invierno. Solo en el medio rural o en actividades agricolas se dispone del suficiente espacio para acumular grandes cantidades (el dinosaurio) con una forma esferica (la tetera). Por cierto, ¿has visto que el diplodocus tiene forma de tetera? Suma las dos ventajas: volumen y esfera.
Un dia desarrollaré con mas profundidad el tema de la acumulacion de calor estacional. De momento, ¿qué opinas de este post divulgativo? Me gusta el debate.
Hola Albert. Una propuesta muy interesante la que realizas. Almacenar en esférico y en cantidad. Lo que dudo es si la tetera funciona no porque el agua se almacene de forma esférica, sino por que el recipiente con un material también acumulador sea esférico. Es decir, una tetera esférica de porcelana o barro cocido no tiene el mismo input que una tetera esférica de hierro colado. A igual condiciones de cubicaje, el comportamiento varía, por lo que el material exterior diría que puede ser muy importante y quizás definitivo para el comportamiento que aduces. Por otra parte, tampoco radia de igual manera una pila de compost, desde el centro hacia afuera que una esfera de agua caliente. Aún así, quizás a nivel rural hacer un aljibe circular bajo tierra sería una de las maneras de implementar el almacén de agua esférico aunque no sé si al ser bajo tierra jugaría en contra por lo de regulador de temperatura¿qué piensas? . Por otra parte ¿de qué punto de la esfera irías desalojando el agua caliente, del zenith superior siguiendo el axis vertical hacia el centro?
Muchas gracias por tus aportes,
Hola Raul, gracias por tus comentarios. Vamos por partes:
1.- MATERIALES.- Tienes razon en que los materiales tambien influyen en la conservacion del calor. Cuanto mas densos mejor. Por eso los japoneses hacen las teteras de hierro, muy pesado. Aunque tambien hay que considerar que la irradiacion hacia el exterior se consigue limitar con materiales poco densos y porosos, poco transmisores de calor.
2.- BAJO TIERRA.- Yo le veo ventajas a que esté debajo tierra para evitar que el viento frio del invierno enfríe el gran recipiente de agua caliente. Ademas, la tierra que rodea el deposito tambien actua como aislante termico al mismo tiempo que aumenta la inercia termica para ciclo largos.
3.- SALIDA AGUA.- Como digo en el post, la mejor estratificacion se consigue con un cilindro en vertical. Con una esfera habria menos perdidas pero el agua caliente igualmente se acumularia arriba de todo, que es de donde habria que hacerla salir del deposito enterrado.
Este post solo pretende reflexionar sobre las propiedades geometricas de la esfera y de los grandes volumenes para acumular agua caliente de una temporada de verano hasta la temporada de invierno, en ciclos estacionales. Ya desarrollare mas el concepto en otro post. Saludos
Muchísimas gracias Albert. Lo tendré en cuenta, pues además tengo posibilidad de desplazar un posible aljibe hacia partes altas de mi finca para alimentar por gravedad, con lo que eliminaría la necesidad de bomba. A la espera de ese futuro post.
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