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Protótipo em Manzanares provou que uma torre solar podia gerar eletricidade com calor do Sol, efeito estufa e corrente ascendente de ar.
No início da década de 1980, engenheiros alemães e espanhóis colocaram em operação, em Manzanares, na região de Castilla-La Mancha, um dos protótipos mais ousados da história da energia solar. A proposta era provar que uma usina poderia gerar eletricidade sem queimar combustível e sem usar painéis fotovoltaicos, explorando apenas o aquecimento do ar pelo Sol e sua subida natural por uma grande chaminé. A instalação ficou conhecida como Solar Updraft Tower, ou torre solar de corrente ascendente. O protótipo tinha 50 kW, uma torre de 195 metros de altura e foi concebido como demonstração em escala real, não como usina para abastecimento urbano.
Ainda assim, o experimento acabou se tornando uma referência mundial para pesquisas sobre geração renovável por convecção térmica.
Como funcionava a torre solar de Manzanares para gerar eletricidade
O princípio físico da usina era simples, mas a execução era ambiciosa. Ao redor da torre foi instalado um grande coletor coberto por material translúcido, que deixava a radiação solar entrar e aquecer o solo sob a cobertura, criando um forte efeito estufa na área da usina.
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Esse solo aquecido transferia calor para o ar logo acima dele. Como o ar quente é menos denso, ele era puxado em direção ao centro do sistema e subia pelo interior da torre, formando uma corrente ascendente contínua que acionava a turbina instalada na base da chaminé.
No protótipo espanhol, a torre tinha 195 metros de altura e 10 metros de diâmetro, cercada por um coletor de cerca de 240 metros de diâmetro. A planta também foi equipada com uma instrumentação extensa, com medições contínuas para registrar o desempenho térmico e aerodinâmico do sistema em condições reais de operação.
Protótipo de usina solar operou por sete anos e validou o conceito
A empresa de engenharia Schlaich Bergermann Partner, a SBP, informa que o protótipo de Manzanares foi planejado para funcionar por apenas três anos. O período seria suficiente, em tese, para verificar se os cálculos de projeto batiam com o comportamento da planta em campo.
Na prática, o sistema foi muito além do previsto. Segundo a própria SBP, a instalação produziu eletricidade por sete anos, demonstrando a eficiência e a confiabilidade do conceito de torre solar. Em outra documentação técnica associada ao projeto, o grupo registra cerca de 15 mil horas de operação desde 1982 e confiabilidade superior a 95% em uma fase relevante dos testes.
Esse resultado foi decisivo porque mostrou que a ideia não era apenas um exercício teórico. Manzanares comprovou em escala real que era possível transformar o aquecimento solar do ar em eletricidade com um sistema de poucos componentes móveis e lógica operacional muito diferente da energia solar fotovoltaica e da eólica convencional.
Torre solar sem painéis mostrou que o calor do ar podia virar energia
O protótipo espanhol chamou atenção justamente por dispensar as rotas mais conhecidas da energia solar. Em vez de converter luz em eletricidade por células fotovoltaicas, a usina transformava calor em fluxo de ar e, depois, fluxo de ar em movimento mecânico da turbina.
Esse desenho fez da torre solar uma tecnologia híbrida em conceito físico. Ela reunia efeito estufa, convecção térmica e turbina de geração, tudo concentrado em uma arquitetura de grande porte, pensada para regiões de alta insolação e grande disponibilidade de área.
A revisão publicada pela Universidade de Purdue destaca que as torres solares diferem de outras renováveis porque combinam efeitos térmicos e de escoamento capazes de sustentar geração por longos períodos, inclusive com estratégias de armazenamento térmico. Foi essa promessa de operação prolongada que ajudou a manter o conceito vivo por décadas na engenharia energética.
Por que os engenheiros queriam construir torres solares muito maiores
Desde o começo, Manzanares foi tratado como um passo inicial. A própria SBP afirma que torres solares altas poderiam chegar a 100 ou 200 MW por unidade, um salto gigantesco em relação aos 50 kW do protótipo espanhol.
Nos estudos de expansão, a ideia era multiplicar a escala da chaminé e do coletor para aumentar dramaticamente a velocidade do ar e a pressão disponível na turbina.
Em documentos técnicos do projeto, os engenheiros sustentam que já era possível projetar estruturas de cerca de 1.000 metros de altura com base em soluções construtivas conhecidas da engenharia de torres e chaminés.
A lógica era clara. Quanto maior a altura da torre e quanto maior a área de coleta do calor solar, maior o potencial de geração. Por isso, Manzanares não foi visto como destino final, mas como a prova de que uma família inteira de usinas solares de grande porte poderia, em tese, ser construída.
Energia solar de corrente ascendente inspirou novos projetos, mas esbarrou no custo
O sucesso técnico do experimento espanhol alimentou estudos e propostas em vários países. A revisão da MDPI mostra que, nas décadas seguintes, houve forte crescimento da literatura técnica sobre torres solares, com experimentos menores, simulações numéricas, estudos de otimização e avaliações de viabilidade em diferentes regiões do mundo.
Mas a mesma revisão também deixa claro por que a tecnologia não se transformou em padrão comercial. Entre os principais entraves aparecem o investimento inicial elevado, a maturidade tecnológica ainda limitada e a dificuldade de converter bons resultados experimentais em implantação comercial de grande escala.
Em outras palavras, a torre solar de Manzanares funcionou e cumpriu seu papel de prova de conceito, mas a competição com outras rotas de geração renovável, especialmente as que ficaram mais baratas nas décadas seguintes, reduziu o espaço econômico para chaminés solares gigantescas.
O legado da torre solar de 195 metros ainda pesa na engenharia energética
Mesmo sem dar origem a uma rede global de megatorres, o experimento de Manzanares continua sendo um marco da engenharia energética. A revisão da MDPI afirma que os resultados do protótipo espanhol ajudaram a iluminar pesquisas posteriores e serviram de base para novos modelos teóricos, numéricos e experimentais.
O peso histórico do projeto está no que ele conseguiu provar. A usina demonstrou que o calor solar podia ser convertido em eletricidade por uma via inteiramente diferente da fotovoltaica, explorando a física do ar aquecido em uma estrutura de escala monumental.
Mais de quatro décadas depois, a torre solar de 195 metros construída na Espanha segue lembrada como uma das experiências mais ousadas já testadas no campo da energia renovável. Ela não mudou a matriz elétrica mundial, mas mostrou, em escala real, que uma gigantesca chaminé movida pelo Sol podia transformar um princípio físico simples em eletricidade.
