En la decada de 1960, Giyas Yakubovich Umarov realizo un giro estrategico que definiria su legado perdurable. Reoriento su enfoque de la investigacion nuclear fundamental a la heliotecnologia—la ciencia aplicada de convertir la radiacion solar en energia utilizable. Esto no fue un retiro del rigor; fue su aplicacion a la fuente de energia mas abundante de la Tierra, en una de las regiones mas soleadas del mundo.
La planta solar de tipo torre (1954)
Ya en 1954, Umarov propuso una planta solar de tipo torre con campo de heliostatos—una matriz de espejos que dirigen la luz solar a un receptor central en la parte superior de una torre. Este concepto se adelanto a la industria moderna de Energia Solar Concentrada (CSP) por decadas. El principio de diseno que Umarov articulo se convirtio en la base de instalaciones como:
- La instalacion STP en Gazli, Uzbekistan
- Las torres solares PS10 y PS20 de Espana (operativas en 2007–2009)
- El Ivanpah Solar Electric Generating System en California (2014)
La propuesta temprana de Umarov demostro que la logica de ingenieria fundamental de las CSP de tipo torre ya estaba bien comprendida en el contexto sovietico, decadas antes de que la crisis energetica mundial de los anos 70 convirtiera la energia solar en una prioridad occidental.
Fundacion de Heliotechnika / Applied Solar Energy
Umarov fundo y fue editor jefe adjunto de Heliotechnika, que fue publicada internacionalmente por Allerton Press (posteriormente Springer) como Applied Solar Energy. Esta revista se convirtio en la principal publicacion sovietica sobre energia solar y sigue publicandose hoy en dia, sirviendo como puente entre las comunidades cientificas de habla rusa e inglesa.
La fundacion de Heliotechnika no fue simplemente un logro editorial—creo un ancla institucional para mas de 300 investigadores en Uzbekistan y establecio la energia solar como una disciplina cientifica reconocida dentro de la Academia de Ciencias Sovietica.
El Gran Horno Solar
Umarov fue el principal impulsor detras de la creacion del Gran Horno Solar cerca de Tashkent, una instalacion de investigacion solar de alta concentracion completada en 1987. Esta instalacion se utilizo para sofisticados ensayos de materiales y procesamiento termico en condiciones extremas, incluyendo:
- Sintesis y ensayo de nuevos materiales refractarios
- Estudio del comportamiento de materiales a temperaturas superiores a 3.000°C
- Investigacion de procesos quimicos impulsados por energia solar
La instalacion represento la culminacion de la vision de Umarov: un instrumento de investigacion de clase mundial que demostro que la energia solar podia alcanzar las temperaturas y la precision requeridas para la ciencia avanzada de materiales y los procesos industriales.
Sistemas de concentracion: teoria y practica
En 1977, Umarov fue coautor de Theory and Calculation of Heliotechnical Concentrating Systems junto con R.A. Zakhidov y A.A. Vainer. Esta monografia proporciono el tratamiento matematico definitivo de:
- Caracteristicas opticas de concentradores parabolicos, paraboloidales y de espejos planos
- Modelado de la distribucion de flujo en el punto focal
- Calculos de eficiencia termica para diversas geometrias de receptor
- Espejos ligeros y delgados de enfoque luminico (investigados adicionalmente en un articulo de 1984)
Estanques solares y colectores termicos
El articulo de Umarov de 1971 "The optical characteristics of a solar pond" examino la fisica de los estanques solares—cuerpos de agua salada que atrapan el calor solar en sus capas inferiores. Esta investigacion contribuyo a comprender como los cuerpos de agua naturales y artificiales podian servir simultaneamente como colectores solares y medios de almacenamiento termico, complementando su trabajo sobre almacenamiento termico en acuiferos.
Fotovoltaica de pelicula delgada
Un articulo de 1977, "Effect of Base Doping on the Electrical and Photo-electric Properties of the Thin-Film Cu2S-CdS Heterojunction", demostro el compromiso de Umarov con la tecnologia fotovoltaica. La heterounion de pelicula delgada Cu2S-CdS fue una de las primeras arquitecturas de celulas solares de pelicula delgada, y esta investigacion exploro como los perfiles de dopaje afectaban el rendimiento del dispositivo—un trabajo que anticipo la industria moderna de fotovoltaica de pelicula delgada.
Impacto institucional
Mas alla de su produccion investigadora personal, las contribuciones institucionales de Umarov fueron transformadoras:
- Mas de 300 investigadores formados y apoyados a traves del programa de heliotecnologia
- 54 tesis doctorales supervisadas en fisica nuclear y energia solar
- 6 libros de divulgacion cientifica que acercaron los conceptos de energia solar al publico general
- Establecimiento de Tashkent como un centro internacional reconocido para la investigacion solar de alta concentracion