Durante la Segunda Guerra Mundial, Telkes trabajó para la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico de Estados Unidos. Allí diseñó un destilador solar portátil para obtener agua potable a partir de agua de mar, pensado para pilotos y marinos que sobrevivían a naufragios. El dispositivo empleaba la radiación solar para evaporar el agua y condensarla posteriormente, separándola de las sales disueltas. Miles de unidades fueron incorporadas a equipos de emergencia. Más adelante se vinculó con el Instituto Tecnológico de Massachusetts, donde investigó sistemas de calefacción solar. Su mayor desafío consistió en almacenar el calor captado durante el día para usarlo en la noche, sin depender constantemente de combustibles fósiles.
En 1948 participó en el diseño de la Dover Sun House, una de las primeras viviendas experimentales calentadas principalmente con energía solar. El sistema usaba sulfato de sodio decahidratado, una sustancia capaz de absorber y liberar grandes cantidades de energía durante sus cambios de estado. Este tipo de almacenamiento se conoce como calor latente. Aunque el proyecto enfrentó dificultades técnicas, demostró que era posible pensar la vivienda desde fuentes renovables. Telkes registró numerosas patentes, desarrolló cocinas solares, sistemas de desalinización y materiales térmicos, y defendió durante décadas una ciencia orientada hacia soluciones sostenibles. Su legado anticipó tecnologías actuales de energía renovable, almacenamiento térmico y aprovechamiento eficiente de la radiación solar.
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