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El prototipo en Manzanares demostró que una torre solar podía generar electricidad con calor del Sol, efecto invernadero y corriente ascendente de aire.
A principios de la década de 1980, ingenieros alemanes y españoles pusieron en operación, en Manzanares, en la región de Castilla-La Mancha, uno de los prototipos más audaces de la historia de la energía solar. La propuesta era demostrar que una planta podría generar electricidad sin quemar combustible y sin usar paneles fotovoltaicos, explorando solo el calentamiento del aire por el Sol y su ascenso natural por una gran chimenea. La instalación se conoció como Solar Updraft Tower, o torre solar de corriente ascendente. El prototipo tenía 50 kW, una torre de 195 metros de altura y fue concebido como demostración a escala real, no como planta para abastecimiento urbano.
Aun así, el experimento terminó convirtiéndose en una referencia mundial para investigaciones sobre generación renovable por convección térmica.
Cómo funcionaba la torre solar de Manzanares para generar electricidad
El principio físico de la planta era simple, pero la ejecución era ambiciosa. Alrededor de la torre se instaló un gran colector cubierto por material translúcido, que dejaba entrar la radiación solar y calentaba el suelo bajo la cubierta, creando un fuerte efecto invernadero en el área de la planta.
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Este suelo calentado transfería calor al aire justo encima de él. Como el aire caliente es menos denso, era atraído hacia el centro del sistema y ascendía por el interior de la torre, formando una corriente ascendente continua que accionaba la turbina instalada en la base de la chimenea.
En el prototipo español, la torre tenía 195 metros de altura y 10 metros de diámetro, rodeada por un colector de alrededor de 240 metros de diámetro. La planta también fue equipada con una instrumentación extensa, con mediciones continuas para registrar el rendimiento térmico y aerodinámico del sistema en condiciones reales de operación.
El prototipo de planta solar operó durante siete años y validó el concepto
La empresa de ingeniería Schlaich Bergermann Partner, la SBP, informa que el prototipo de Manzanares fue planeado para funcionar por solo tres años. El período sería suficiente, en teoría, para verificar si los cálculos de diseño coincidían con el comportamiento de la planta en el campo.
En la práctica, el sistema fue mucho más allá de lo previsto. Según la propia SBP, la instalación produjo electricidad durante siete años, demostrando la eficiencia y la confiabilidad del concepto de torre solar. En otra documentación técnica asociada al proyecto, el grupo registra cerca de 15 mil horas de operación desde 1982 y una confiabilidad superior al 95% en una fase relevante de las pruebas.
Este resultado fue decisivo porque mostró que la idea no era solo un ejercicio teórico. Manzanares comprobó a escala real que era posible transformar el calentamiento solar del aire en electricidad con un sistema de pocos componentes móviles y una lógica operativa muy diferente de la energía solar fotovoltaica y la eólica convencional.
Torre solar sin paneles mostró que el calor del aire podía convertirse en energía
El prototipo español llamó la atención precisamente por prescindir de las rutas más conocidas de la energía solar. En lugar de convertir luz en electricidad mediante células fotovoltaicas, la planta transformaba calor en flujo de aire y, luego, flujo de aire en movimiento mecánico de la turbina.
Este diseño hizo de la torre solar una tecnología híbrida en concepto físico. Reunía efecto invernadero, convección térmica y turbina de generación, todo concentrado en una arquitectura de gran tamaño, pensada para regiones de alta insolación y gran disponibilidad de área.
La revisión publicada por la Universidad de Purdue destaca que las torres solares difieren de otras renovables porque combinan efectos térmicos y de flujo capaces de sostener generación por largos períodos, incluso con estrategias de almacenamiento térmico. Fue esta promesa de operación prolongada la que ayudó a mantener el concepto vivo por décadas en la ingeniería energética.
Por qué los ingenieros querían construir torres solares mucho más grandes
Desde el principio, Manzanares fue tratado como un paso inicial. La propia SBP afirma que torres solares altas podrían llegar a 100 o 200 MW por unidad, un salto gigantesco en relación a los 50 kW del prototipo español.
En los estudios de expansión, la idea era multiplicar la escala de la chimenea y del colector para aumentar dramáticamente la velocidad del aire y la presión disponible en la turbina.
En documentos técnicos del proyecto, los ingenieros sostienen que ya era posible diseñar estructuras de cerca de 1.000 metros de altura con base en soluciones constructivas conocidas de la ingeniería de torres y chimeneas.
La lógica era clara. Cuanto mayor la altura de la torre y cuanto mayor el área de recolección del calor solar, mayor el potencial de generación. Por eso, Manzanares no fue visto como destino final, sino como la prueba de que una familia entera de plantas solares de gran tamaño podría, en teoría, ser construida.
Energía solar de corriente ascendente inspiró nuevos proyectos, pero tropezó con el costo
El éxito técnico del experimento español alimentó estudios y propuestas en varios países. La revisión de la MDPI muestra que, en las décadas siguientes, hubo un fuerte crecimiento de la literatura técnica sobre torres solares, con experimentos menores, simulaciones numéricas, estudios de optimización y evaluaciones de viabilidad en diferentes regiones del mundo.
Pero la misma revisión también deja claro por qué la tecnología no se transformó en estándar comercial. Entre los principales obstáculos aparecen la inversión inicial elevada, la madurez tecnológica aún limitada y la dificultad de convertir buenos resultados experimentales en implementación comercial a gran escala.
En otras palabras, la torre solar de Manzanares funcionó y cumplió su papel de prueba de concepto, pero la competencia con otras rutas de generación renovable, especialmente las que se volvieron más baratas en las décadas siguientes, redujo el espacio económico para chimeneas solares gigantescas.
El legado de la torre solar de 195 metros aún pesa en la ingeniería energética
Incluso sin dar origen a una red global de megatorres, el experimento de Manzanares sigue siendo un hito de la ingeniería energética. La revisión de la MDPI afirma que los resultados del prototipo español ayudaron a iluminar investigaciones posteriores y sirvieron de base para nuevos modelos teóricos, numéricos y experimentales.
El peso histórico del proyecto está en lo que logró probar. La planta demostró que el calor solar podía convertirse en electricidad por un camino completamente diferente al fotovoltaico, explorando la física del aire caliente en una estructura de escala monumental.
Más de cuatro décadas después, la torre solar de 195 metros construida en España sigue recordada como uno de los experimentos más audaces jamás probados en el campo de la energía renovable. No cambió la matriz eléctrica mundial, pero mostró, a escala real, que una gigantesca chimenea impulsada por el Sol podía transformar un principio físico simple en electricidad.
