Amazonas

Colector solar construido mediante taladradoNº 2, fluencia térmica
Rev. Fac. Ing. - Univ. Tarapacá, vol. 13 por 2005, pp. 65-70

COLECTOR SOLAR CONSTRUIDO MEDIANTE TALADRADO
POR FLUENCIA TÉRMICA
Víctor Heredia R.1

Juan Tapia L.1

Camilo Flores C.1

Juan M. Godoy R.1

Jorge Vergara Díaz1

Recibido el 28 de septiembre de 2004, aceptado el 21 de abril de 2005
RESUMEN
Se diseñó yconstruyó un sistema de calentamiento de agua residencial, mediante dos colectores solares y un estanque.
En el sistema se utilizaron tubos de cobre perforados por taladrado por fluencia térmica (TFT), unidos con soldadura de
plata. El sistema funciona por termosifón y se emplea como fluido de calentamiento una mezcla de etilenglicol-agua. El
fluido de calentamiento pasa a través de un serpentínde cobre a un estanque de 200 litros. Diariamente se calientan 80
litros de agua a una temperatura máxima de 45º C.
Palabras clave: Manufactura de cobre, taladrado no convencional, energía no convencional, calentamiento solar.
ABSTRACT
A heating equipment for residential water was built, using two solar collectors and one isolated reservoir. The system
uses to copper tubes perforated bythermal flow drilling (TFT), brazing with silver solder. The thermal fluid moves due to
the density change of the cold and hot water. It is a mixture of ethyleneglycol-water and the heat is exchanged in the
copper serpentine installed in the reservoir of 200 liters. Daily it warms 80 liters of water to 45ºC.
Keywords: Copper manufacturing, non conventional drilling, non conventional energy, solarheating.

INTRODUCCIÓN
Un sistema solar doméstico fue patentado en USA en
1891. En 1909 en Los Ángeles comienza la venta de
calentadores solares en que el colector y el depósito
estaban separados y funcionaban por el principio del
termosifón. La tecnología para fabricar colectores solares
está muy difundida en la literatura [1], [2]. El proceso
de unión de tubos delgados exige una granhabilidad del
operador, debido a la pequeña área de contacto entre las
paredes de ambos tubos. Normalmente esta unión no
puede ser sometida a esfuerzos de deformación o torsión
por el riesgo de rotura. Para evitar este efecto, la rejilla
debe ser colocada en una estructura adicional rígida.
La rigidez de la unión soldada puede ser mejorada e
inclusive ser utilizada como estructura, en el casode
colectores solares fabricados con el proceso de
taladrado por fluencia térmica. Este proceso, sin
arranque de viruta [3], forma un manguito o buje en la

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pared del tubo perforado, debido al material que fluye
durante el proceso. Este manguito o buje que puede
ser visto en la Fig. 1 aumenta el área de contacto de la
unión soldada y mejora notablemente la rigidez de laestructura [4].

Fig. 1

Proceso de taladrado térmico por fluencia con
herramienta de carburo de tungsteno.

Departamento Mecánica Universidad de Tarapacá, e-mail: jmgodoy@uta.cl, jvergara@uta.cl
Rev. Fac. Ing. - Univ. Tarapacá, vol. 13 Nº 2, 2005

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Víctor Heredia R., Juan Tapia L., Camilo Flores C., Juan M. Godoy R., Jorge Vergara Díaz

PARTEEXPERIMENTAL
Diseño y fabricación de los colectores
Se construyeron dos colectores solares de 2.000 × 1.000
× 100 [mm].
La rejilla de cada colector está formada por nueve tubos
de cobre de 12,8 [mm] de diámetro externo (3/8”) y 1.840
[mm] de longitud, unidos en cada extremo a dos tubos
de cobre de 25 [mm] de diámetro (1”) y 1.000 [mm] de
longitud. La perforación de los tubos de 25 [mm] fuerealizada mediante taladrado por fluencia térmica y la
unión perpendicular con el tubo de 3/8” fue realizada
con soldadura de plata.
El taladrado por fluencia térmica forma un manguito a
medida que el material se desplaza de la perforación
por un proceso de fluencia [5]. Este manguito puede

ser largo, corto, grueso o delgado de acuerdo al
procedimiento utilizado [6]. La forma del buje se...