Leonard "Lynn" L. Northrup Jr. (18 de marzo de 1918 - 24 de marzo de 2016) fue un ingeniero estadounidense que fue pionero en la comercialización de la energía solar térmica. [1] [2] Influenciada por el trabajo de John Yellott , Maria Telkes y Harry Tabor , la compañía de Northrup diseñó, patentó, desarrolló y fabricó algunos de los primeros calentadores de agua solares comerciales, concentradores solares , sistemas de aire acondicionado alimentados por energía solar, torres de energía solar y sistemas híbridos térmicos fotovoltaicos en los Estados Unidos. La compañía que fundó pasó a formar parte de ARCO Solar , que a su vez se convirtió en BP Solar , que se convirtió en la mayor empresa de energía solar del mundo. Northrup fue un prolífico inventor con 14 patentes estadounidenses.
Lynn Northrup Jr., un texano de cuarta generación, era hijo de LL Northrup Sr., un inventor por derecho propio, y Dolly McKaskle Northrup, una empresaria minorista, ambos miembros de familias pioneras de Texas. Se educó en la escuela secundaria Woodrow Wilson en Dallas, Texas , y recibió una licenciatura de la Southern Methodist University , una maestría de la Universidad de Denver y una maestría en Administración de Empresas de la Harvard Business School . Northrup sirvió como capitán del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos durante y poco después de la Segunda Guerra Mundial . [3]
Después de la guerra, Northrup fue a trabajar para Storm Vulcan, una empresa de Dallas, donde inventó una máquina para limpiar motores de aviones . [4] [5] También se embarcó en una aventura para equipar automóviles con equipos de aire acondicionado, colocando la maquinaria en el maletero y canalizando el aire enfriado a través de tubos en el tapizado del techo . Esto atrajo el interés de los ingenieros de General Motors , quienes copiaron el sistema en los Cadillacs a fines de la década de 1940. Las unidades de aire acondicionado para automóviles "de posventa" se fabricaron en Texas hasta la década de 1980. También vendió algunas de las primeras unidades de aire acondicionado , construidas por Curtis Mathes Corporation , uno de los primeros líderes en la fabricación de unidades de ventana. [6] Northrup se casó con Jane Keliher y formó una familia en Dallas, donde diseñó y construyó una de las primeras casas unifamiliares en los Estados Unidos con aire acondicionado central . Fundó una empresa para instalar aire acondicionado en edificios residenciales y comerciales. Con un plan de marketing de GF Sweetman (director ejecutivo de American Awards Co), se convirtió en uno de los mayores proveedores de ventiladores y compresores Curtis Mathes del país. También desarrolló una empresa para gestionar, instalar, actualizar y limpiar sistemas de filtración de aire.
A finales de los años 60, Northrup compró a Curtis Mathes, su amigo de toda la vida, una participación mayoritaria en Donmark Corporation, un fabricante de equipos de aire acondicionado y calefacción residenciales. Northrup promovió el uso de equipos de calefacción y refrigeración centrales “totalmente eléctricos”, construyó una planta de fabricación en Dallas y más tarde en Hutchins, Texas , y vendió principalmente a promotores inmobiliarios. Al diseñar estos sistemas, Northrup se centró en el coste total de instalación de la unidad, incluidos los costes de la estructura y la fontanería.
A mediados de la década de 1970, Northrup se interesó en aumentar la eficiencia de los sistemas de aire acondicionado y comenzó a buscar enfoques novedosos, incluidas las bombas de calor geotérmicas de fuente de agua y el uso innovador de compresores scroll en sistemas de aire acondicionado central de sistema dividido para lograr una calificación de eficiencia más alta , que desde entonces se han convertido en el compresor estándar para equipos de aire acondicionado residencial de alta eficiencia.
A principios de los años 70, antes del embargo petrolero árabe y del aumento de los precios del petróleo, Northrup se interesó en la comercialización de sistemas solares térmicos, en particular para calentar agua potable y piscinas. Dichos sistemas ya se habían comercializado en otros países donde las condiciones climáticas eran favorables, los costos de la energía eran altos y existía una tradición de innovación científica, en particular la energía solar en Israel . El trabajo en los Estados Unidos se había limitado al mundo académico y a unas pocas empresas en Arizona, Texas y California. Northrup comenzó a experimentar con colectores solares para calentar el aire, utilizando intercambiadores de calor con aletas, y contrató al pionero de la energía solar, el profesor John Yellott, como consultor sobre la capacidad de absorción y emisividad de varias superficies y configuraciones, y sobre la transparencia de varios vidrios y materiales de acristalamiento que exhiben el "efecto invernadero": transparentes a la radiación solar entrante, pero opacos a la re-radiación de infrarrojos de la superficie calentada; de ahí una trampa térmica o colector que exhibe el " efecto invernadero ".
Además, contrató a Maria Telkes , experta en materiales de cambio de fase , en particular sales fundidas , como forma de almacenar energía térmica, y consultó al pionero israelí de la energía solar térmica Harry Tabor sobre revestimientos de superficies, incluido el "cromo negro" para paneles solares. Este trabajo condujo a la comercialización de calentadores solares de agua de panel plano y calentadores solares para piscinas, comercializados como productos de Northrup Energy directamente y a través de distribuidores, con especial éxito en Hawái, donde se podían utilizar sistemas de termosifón solar con anticongelante. Con productos de baja temperatura en producción y distribución, Northrup centró su atención en lograr temperaturas más altas, lo que implicaría varios métodos de concentración de la insolación entrante y seguimiento del sol, con distintos grados de éxito.
La tecnología innovadora de Northrup fue un colector [7] que utilizaba una lente Fresnel acrílica curvada y larga para concentrar o enfocar la luz solar en una proporción teórica de aproximadamente 12 a 1 sobre un tubo de cobre plano y lineal, recubierto con una variante de la superficie absorbente de “cromo negro” del Dr. Tabor. El conjunto, de aproximadamente 10 pies de largo, seguía el movimiento del sol durante el día (de este a oeste), de forma automática, con la elevación generalmente fija (aproximadamente en el mismo ángulo con respecto a la horizontal que la latitud de la instalación). El dispositivo de seguimiento era ingenioso: consistía en dos células fotoeléctricas en la base de un tubo con un deflector entre ellas. La corriente de las células iba a una placa de control que controlaba el motor de seguimiento. Cuando se igualaba la salida de la célula, el deflector y el tubo apuntaban al sol. Esto fue suficiente para permitir que el conjunto rastreara el acimut del sol y generara un calor considerable, como se informó en pruebas publicadas en el ASHRAE Journal, que señaló que "... el conjunto de colectores... sigue al sol desde justo después del amanecer hasta justo antes del atardecer y a menudo da como resultado la recolección del doble de BTU utilizables de energía a una temperatura más alta que la proporcionada por colectores de placa plana de alta calidad". [8]
Estos conjuntos resultaron populares y se utilizaron para accionar equipos de refrigeración por absorción en grandes instalaciones comerciales en la Universidad Trinity en San Antonio, Texas, [9] en las residencias del Hotel Frenchman's Reef en St Thomas, Islas Vírgenes de los Estados Unidos, [10] y se vendieron a personas prominentes, entre ellas el actor de cine y empresario Steve McQueen , el actor Stuart Whitman y el ambientalista Robert Redford .
El éxito inicial de estos colectores concentradores se debió en parte a las subvenciones del Departamento de Energía y su predecesora, la Administración de Investigación y Desarrollo Energético. Generaron una gran cantidad de publicidad para Northrup, Inc., incluida la portada de la revista Popular Science [11] y un artículo en la revista Fortune que señalaba: "Al exprimir (sic) la luz solar ópticamente, el nuevo colector solar de techo único de Lynn Northrup produce temperaturas más altas que las que se obtienen con la mayoría de los sistemas de calefacción solar que hay actualmente en el mercado". [12] Técnicamente, estos colectores concentradores estuvieron entre los primeros colectores solares de seguimiento "este-oeste" comercialmente exitosos. Los fundamentos de sus sistemas todavía se utilizan en colectores parabólicos de seguimiento de azimut y elevación diarios. La mayoría de los colectores concentradores lineales son, al momento de escribir este artículo en 2010, de la variedad de seguimiento estacional menos costoso y menos complicado en forma de canaletas parabólicas .
Envalentonado por su éxito en la concentración de colectores, Northrup centró su atención en lograr temperaturas más altas, con espejos de seguimiento de acimut y elevación, "helióstatos", enfocados hacia una caldera central, es decir, torres de energía solar térmica . La torre de energía más avanzada en ese momento era una torre experimental en Francia, el horno solar de Odeillo, en los Pirineos Orientales, que, como otras torres de energía, se había utilizado únicamente con fines científicos. Northrup asistió a una conferencia allí en 1973 junto con el profesor Yellott y Floyd Blake, un ex ingeniero aeroespacial senior de Martin Marietta que se había interesado en la investigación solar térmica.
Este interés llevó a contratar a Blake y a otros 16 ex ingenieros aeroespaciales, quienes establecieron un centro de investigación en Littleton, Colorado, cerca de Denver. El primer conjunto de espejos de acimut/elevación de Northrup, Inc. [13] se construyó con fondos de Northrup, Inc. y una subvención del estado de Texas. Diseñado por el equipo de Blake, el conjunto de espejos, denominado "Northrup I", se montó en la planta de fabricación de Northrup Energy cerca de Hutchins, Texas. Utilizaba múltiples espejos planos, con un respaldo resistente a la intemperie que se convirtió en un estándar de la industria. Cada espejo estaba inclinado a la distancia focal prevista hacia la torre central. En cada momento de cada año, cada espejo tenía que estar en una posición que dividiera los vectores entre el espejo y el sol y el espejo y el objetivo. Esto requería un gran volumen de cálculos, computadoras especiales y mecanismos de engranajes que Northrup diseñó. El líder del equipo, Floyd Blake, recuerda: "Lynn subió una escalera frente a los helióstatos para tomar una fotografía del sol reflejado en ellos, luego subió en un helicóptero para asegurarse de que los helióstatos apuntaran correctamente".
Northrup, Inc. pronto se convirtió en un líder de la industria en instalaciones comerciales y precomerciales de torres de energía y helióstatos, [14] obteniendo subvenciones de la NASA Huntsville, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , los Laboratorios Nacionales Sandia , el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Administración de Investigación y Desarrollo Energético . La mayoría de los helióstatos, incluido el Northrup II, un modelo comercial, se desarrollaron bajo contrato para el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Los helióstatos enfocaban la radiación del sol para generar temperaturas de hasta 2000 grados en el objetivo. Northrup, Inc. se asoció con Bechtel Corp., que fue responsable del diseño del objetivo del helióstato, una caldera de vapor.
A finales de los años 70, tan solo cinco años después de probar los primeros colectores solares térmicos de baja temperatura, Northrup Energy se había convertido en el principal desarrollador de tecnología solar térmica. Esto atrajo la atención de inversores y pretendientes, entre ellos la Atlantic Richfield Company, “ARCO”. El presidente de ARCO, Robert O Anderson, estaba personalmente interesado en la tecnología solar y visitó las instalaciones de Northrup Energy. Northrup, Inc. se fusionó con Atlantic Richfield y ARCO Ventures cambió su nombre a ARCO Solar. El equipo de Northrup Energy, dirigido por Floyd Blake y Jerry Anderson, diseñó y construyó algunas de las primeras instalaciones comerciales de torres de energía solar, en particular “Solar One” , cerca de Barstow, California. El calor de otro proyecto se utilizó para generar vapor para la recuperación terciaria de petróleo en el condado de Kern, California, y para la generación de energía eléctrica. Se construyeron algunos helióstatos para seguir directamente al sol con conjuntos de células fotovoltaicas para generar energía para la red eléctrica, cerca de Hesperia, California. [15] La instalación de siete millones de vatios cerca de Barstow fue posteriormente desmantelada y enviada a la primera central térmica solar comercial de Europa . Esta unidad fue la instalación de generación de energía eléctrica solar más grande del mundo. Northrup y Blake aparecieron luego en un documental sobre energía solar, Harnessing the Sun , [16] narrado por la actriz Joan Hackett .
ARCO Solar se concentró cada vez más en el desarrollo de sistemas solares fotovoltaicos y posteriormente fue vendida primero a Seimens y luego a British Petroleum (ahora "BP"), donde BP Solar se convirtió en la mayor empresa solar fotovoltaica del mundo.
Los diseños y trabajos de Northrup en colectores solares térmicos de placa plana, colectores de seguimiento este-oeste y helióstatos todavía se utilizan hoy en día y sirven como base de la tecnología solar térmica. Para reconocer las contribuciones del profesor John Yellott a los avances de los sistemas solares térmicos, Northrup creó una cátedra en la Universidad Estatal de Arizona en su honor. Northrup, a su vez, ha sido honrado por sus contribuciones a la comercialización de tecnologías solares por el Instituto Americano de Arquitectos y la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado .
Después de la fusión de Northrup, Inc. con ARCO, Northrup se dedicó al desarrollo inmobiliario, incluido el ensamblaje de una de las mayores extensiones de tierra en el centro de Dallas, donde entró en una empresa conjunta con la Enterprise Development Company de James Rouse para construir un mercado para festivales. Este proyecto se vendió a un grupo de inversión belga que no logró seguir adelante con el proyecto con Rouse. Northrup ayudó a financiar el establecimiento de proyectos de vivienda asequible de la Enterprise Foundation de Rouse en Dallas. También reunió parcelas en 1½ millas de costa en el lago Lewisville, una parte del cual luego se convirtió en la ciudad de The Colony. Northrup adquirió 5000 acres en las afueras de San Antonio, Texas, que se colocaron en un fideicomiso para su familia, y reunió tierras que ahora ocupan la sede regional de Rolex, entre otras.
Northrup posteriormente fundó American Limestone, una empresa innovadora en el uso de piedra caliza de canteras de Texas en fachadas de edificios, utilizando un método patentado [17] que emplea paneles delgados de piedra caliza como revestimiento, unidos a una rejilla de metal sin mortero. Esto popularizó el uso de piedra caliza cortada en bruto como revestimiento fino en aplicaciones residenciales y comerciales, incluyendo frentes de tiendas, como Brooks Brothers, iglesias, edificios bancarios y edificios municipales. En el otro extremo en cuanto a tamaño, Northrup ha utilizado bloques masivos de piedra caliza por sus características de calefacción/refrigeración pasiva y sus cualidades estructurales independientes, en particular donando la piedra e ideando la técnica de construcción para la Capilla Cisterciense en Irving, Texas, que refleja tanto una estética de diseño clásica como una técnica de construcción de mampostería sin mortero: un edificio completamente moderno construido en el estilo racional de la arquitectura cisterciense . El arquitecto, Gary Cunningham, dijo: "Queríamos construir una iglesia que literalmente durara los próximos 900 años". [18]
Premio al logro en ingeniería, Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado
Premio Mención de Honor del Instituto Americano de Arquitectos por el desarrollo pionero de la energía solar como una industria viable
Miembro honorario de Beta Beta Beta , sociedad honoraria biológica en reconocimiento a contribuciones significativas y servicio sobresaliente a la sociedad y la biología.
La patente de Northrup de mayo de 2006 describe un método con el potencial de utilizar agua como refrigerante general, así como un método económico para desalinizar agua.
Aprovechando el sol (1980) [16]
