Aprovechamiento Cogenerativo

Capitulo i. Introducción
Energía y agua son elementos clave para la sustentación de la vida como la conocemos y proveen las bases necesarias para el desarrollo económico, tecnológico y social.
1.1 Problemática
El siglo 21 trae consigo retos energéticos; el precio de los combustibles se ha elevado, su disponibilidad se reduce y las crecientes preocupaciones ambientales, han cambiado elpanorama mundial hacia la búsqueda de alternativas energéticas.
Actualmente somos cerca de 7 mil millones de personas en el planeta y para el 2050 seremos 10 mil millones según se proyecta. Esto, aunado a la creciente modernización, hace prever que para la primera mitad del siglo XXI se duplique el consumo energético de finales siglo XX. De tal manera que para abastecer la demanda energética delfuturo, será necesario aumentar la gama y porcentaje de energías renovables.
En las últimas décadas se le ha dado importancia al estudio del aprovechamiento de energías alternativas, al aumento de su eficiencia y reducción de costos. Una de estas posibles fuentes, que está recibiendo mucha atención es la energía solar.
Hoy en día la energía solar es aprovechada mediante paneles fotovoltaicos ycolectores solares. Los primeros operan con eficiencias entre 12% y 20% lo cual es una eficiencia baja comparada con el costo, además de que sólo funcionan durante el día.
Uno de los motivos por los cuales los paneles fotovoltaicos tienen estas bajas eficiencias es que su temperatura de operación debería ser de 25°C, condición difícil de satisfacer (alcanzan frecuentemente más de 70°C), lo cualdisminuye su eficiencia de forma significativa. De aquí que el estudio de sistemas de eficiencia de refrigeración que puedan acoplarse a esta tecnología merezcan atención especial.

1.2 Aspecto histórico social
El desarrollo tecnológico está estrechamente ligado a la disponibilidad de recursos energéticos que satisfacen las necesidades del hombre proporcionando calor y trabajo necesariospara un sinnúmero de aplicaciones como climatización de espacios, cocción de alimentos, destilación de petróleo y transporte, entre otros.
Para producir calor y trabajo a lo largo de la historia el hombre ha recurrido a diversos recursos energéticos, inicialmente la leña, para producir calor y la fuerza física para obtener trabajo, cuando se requería de una fuerza superior a la humana se usaronanimales de carga y la energía eólica o hidráulica (molinos).
El hombre pasó por un largo periodo en el cual fabricó productos con las mismas fuentes energéticas de forma artesanal lo cual implicaba mayor dedicación y tiempo, esto no le permitía elevar sus volúmenes de producción. Posteriormente, se enfrentó a retos más importantes, se requerían productos en menor tiempo, el incremento en lademanda por el crecimiento de las ciudades. Fue hasta el siglo XVIII con la llegada de la revolución industrial en donde el hombre pudo sustituir la fuerza bruta por energías que sustituyeron el trabajo físico, aumentaron la producción y dieron inicio a una nueva senda de desarrollo.
En 1705 Thomas Newcomen desarrolla su máquina de vapor atmosférica, que aprovechaba el vapor de combustibles fósilescon el objetivo de bombear agua fuera de las minas de carbón y estaño. En 1774 cuando James Watt inventó una máquina de vapor que revolucionó al mundo facilitando la producción industrial a partir de la combustión, siendo la leña el primer combustible utilizado para su operación y posteriormente carbón mineral. Estas máquinas de vapor son de combustión externa de gran versatilidad que podíanfuncionar con leña, carbón y petróleo, entre otras fuentes.
A finales del siglo XIX el Francés Auguste Mouchot diseño una máquina de vapor que era alimentada por energía solar, debido a que desde ese entonces no se creía que el carbón fuera capaz de sustentar todo el desarrollo industrial de la época, esta máquina consistía en un gran receptor parabólico recubierto de espejos que concentraban la...