Funcionamiento del horno solar – El horno solar es un artefacto doméstico que funciona con energía solar, su característica principal es que permite cocinar los alimentos a temperaturas más bajas que por métodos convencionales, lo cual tiene efectos beneficiosos en el sabor y en la calidad nutricional de las preparaciones.
Efecto invernadero: es el efecto que permite aumentar el calor de forma gradual y homogénea en el interior del horno solar. Los rayos solares tienen una longitud de onda que les permite atravesar sin dificultad la cubierta transparente del horno. En el interior, la energía luminosa es transformada en energía térmica (calor) por la placa absorbedora. El calor producido por la placa tiene una longitud de onda mayor, por lo cual no puede atravesar el cristal y salir al exterior. De esta forma el calor va quedando atrapado en el interior, elevando la temperatura en la zona de cocción del horno y es lo que se conoce como efecto invernadero. Aislamiento térmico: Es la cualidad que necesariamente debe tener un horno solar para mantener en su interior el calor producido por el efecto invernadero. Si el horno genera calor y lo pierde fácilmente a través de la base y las paredes por no tener un buen aislamiento, es poco probable que logre alcanzar las temperaturas necesarias para cocinar los alimentos. Además, un aislamiento térmico efectivo permite que el equipo trabaje incluso si las nubes cubren el sol a ratos ya que la cocción continuará con el calor acumulado.
El siguiente video lo realicé para explicar el funcionamiento del horno solar Sun Cook, la información que contiene es útil para comprender mejor los conceptos anteriores y te permitirá visualizar mejor cómo funciona un horno solar,
¿Cuál es el funcionamiento de un horno solar?
Los hornos solares son artefactos que permiten cocinar alimentos usando el Sol como fuente de energía. Se dividen en dos familias: De concentración. Se basan en concentración de la radiación solar en un punto, típicamente a través de un reflector parabólico.
- En dicho punto se coloca la olla que cocinará los alimentos.
- Generan altas temperaturas y permiten freír alimentos o hervir agua.
- Son particularmente peligrosas al usuario si no se tiene cuidado y si no se usa el tipo de protección necesario.
- Horno o caja.
- El horno o caja solar es una caja térmicamente aislada, diseñada para capturar la energía solar y mantener caliente su interior.
Los materiales generalmente son de baja conducción de calor, lo que reduce el riesgo de quemaduras a los usuarios y evita la posibilidad de incendio tanto de la cocina como en el lugar en el que se utiliza. Además los alimentos no se queman ni se pasan conservando así su sabor y valor nutritivo. El empleo de hornos solares, como estos, evitan la desforestación de muchas zonas del planeta.
¿Qué beneficios tiene el uso de una cocina solar?
Construcción de una estufa solar En esta página se presenta los pasos a seguir en la construcción de una estufa solar. Este trabajo fue realizado por alumnas de tercer año de secundaria en la Cd. de Cuernavaca ellas son Ilians Morales. Eunice López, Karina Gutiérrez y Yuritzi Ayala y adaptada por Antonio del Río (última actualización Enero 2011).
- Cocinar comida sin necesidad de electricidad, ni madera, ni petróleo u otro combustible.
- Pasteurizar agua para hacerla potable, previniendo muchas enfermedades.
- Ahorrar árboles y/u otros recursos.
- Evitar la contaminación y tener que respirar humo mientras se cocina (enfermedades pulmonares).
- Utilizar la energía gratuita del sol es una energía renovable.
- Cocinar comida sin tener que darle mucha atención o ninguna sin que se queme.
- Matar insectos en los granos (de cereales).
- Deshidratar frutas, etc.
- Hacer de refrigerador por la noche para enfriar e incluso congelar agua (con la misma estufa).
¿Para qué y para quién son importantes? La carga de tener que recolectar leña u otros combustibles recae principalmente sobre las mujeres y los niños. En México por ejemplo muchas veces las mujeres tienen que ir al bosque arrastrando a sus niños pequeños cuando van por la leña.
- Cocinas de Enfoque o Directa : en la cual el recipiente que contiene los alimentos. Se coloca en el punto focal de un reflector parabólico.
- Cocinas de Vapor : donde un colector plano calienta una cantidad pequeña de agua produciendo vapor, el cual por su baja densidad sube hacia el recipiente con alimentos. El vapor transfiere el calor a los alimentos, se condensa y vuelve al colector evaporándose otra vez provocando un ciclo continuo.
- Cocinas tipo Caja y Horno : que es una cámara aislada con una ventanilla a un lado a través de la cual penetra la radiación solar utilizando reflectores planos. De las tres considero que es la más práctica por lo que tomé ésta para describir los pasos constructivos.
- Cocinas de embudo : Recientemente introducidas como una combinación de las cocinas parabólicas y de caja. Más económicas y seguras.
¿Cómo decidir en la mejor cocina? Cuando estábamos estudiando este problema, pensábamos una y otra vez en una cocina segura, barata y efectiva, Finalmente, investigando en la literatura nos decidimos por la cocina de embudo (combinación entre el diseño de caja y parabólica).
- Un trozo de cartón plano, de 60 cm por 120 cm (el largo debe ser dos veces el ancho, y cuando más grande mejor, concentra mejor el calor por lo profundo)
- Papel de aluminio normal y corriente.
- Pegamento Blanco y agua para disolverlo al 50%. También un pincel o brocha para aplicarlo (o un trozo de tela o papel). En lugar de pegamento blanco se puede usar incluso engrudo.
- Algo para sujetar el embudo abrazado (cinta adhesiva ancha, cuerda)
- Bote hermético de batería de cocina.
- El bote debe estar pintado de negro por el exterior. Una pintura barata de Spray puede funcionar, ya que sólo es para la parte externa. Hacer un pequeño hoyo en el bote para poder ver el interior.
- Un bloque de madera que haga de aislante. Las medidas aproximadas son de 10cm de largo x 10cm de ancho x 5cm de alto. Una pieza de madera cuadrada hace de aislante perfectamente.
- Una bolsa para envolver el bote y el bloque de madera, para hacer el efecto invernadero (no dejar escapar los rayos solares).
Se necesita construir la estufa un día antes de la prueba o muy temprano para aprovechar al máximo los rayos solares. El tiempo promedio para construirla es de 40 minutos. Metodología para la Construcción de la Estufa Solar La construcción de este tipo de cocina, es muy simple: Con una lámina de cartón de 60cm x 120 cm (cuanto más grande mejor, el ancho debe ser lo doble del largo).
Se forma un embudo cubierto de papel aluminio para reflejar los rayos solares. El fondo del embudo se construye de tal forma que se ajuste al tamaño del recipiente, el cual debe ser pintado con pintura negra mate; se sugiere el uso de spray por ser de secado rápido y porque resiste una temperatura del orden de 200 °C.
La radiación es absorbida por la lámina negra y transforma la energía solar en energía térmica para la cocción de los alimentos. El recipiente de cocción se mete en una bolsa de plástico de alta densidad, para hacer la función del efecto invernadero y capturar los rayos solares y no permitir que salgan la atmósfera de nuevo.
Corta medio círculo del cartón. Corta medio círculo del cartón de la parte inferior como se muestra en la figura 1. Cuando el embudo es formado, esto se convierte en un círculo entero y debe ser lo suficientemente grande como para que quepa tu tarro de cocción. Por esta regla de tres, para un bote de 7″ (18 cm aprox.) de diámetro, el radio del medio círculo debe ser de 7″ o 18 cm.
(es decir 14″ o 36 cm de diámetro ). Illustration 1Figura 1 Forma el embudo Para formar el embudo, debes juntar el lado izquierdo con el lado derecho, como se ve en la figura 2. El papel de aluminio debe ir DENTRO del embudo. Haz esto lentamente, dando al cartón forma de embudo utilizando una mano para hacer dobleces que salen desde el medio círculo. Illustration 2figura 2 Pega el aluminio al cartón Aplica pegamento o cola en la parte superior (interior) del cartón, entonces, rápidamente pon el papel de aluminio sobre la parte encolada. Asegúrate de que la parte más brillante del papel de aluminio mira hacia fuera, ya que ésta será la parte reflectiva del embudo. Illustration 3figura 3 Juntar un extremo con el otro de los que están al lado del medio círculo (lado izquierdo y derecho) ver figura 3. La manera más fácil de hacer esto es haciendo agujeros en el lado izquierdo y derchoB a la misma altura. Entonces pasa un cordón para sujetar. Illustration 4figura 4 Esto completa el montaje la cocina embudo. Para mejor estabilidad, poner el embudo en el interior de una caja. Para una utilización de larga duración, uno puede hacer un agujero en el suelo para mantener el embudo en su sitio. Pasos Finales A estas alturas, ya estás listo para poner comida o agua dentro del bote de cocción, y ponerle la tapa. Illustration 5figura 5 Seguidamente, coger la parte superior de la bolsa con los dedos y soplar para hinchar la bolsa. Esto formará un pequeño invernadero alrededor del bote de cocción, que atrapará el aire caliente. Cierra la bolsa atando sus asas (si no tiene utiliza un alambre o cordel).
IMPORTANTE: ¡el bote no debe tocar la bolsa!. Podemos llamar a la bolsa “escudo de convección”, ya que no permite que el aire frío toque el bote. Poner la bolsa completa con todos sus contenidos dentro del embudo. Poner la cocina embudo cara al sol. En particular en Cuernavaca se debe inclinar aproximadamente 20 grados la cocina hacia la dirección del sol para tener una mejor cocción de los alimentos.
Ver detalles de como queda en figuras 6 y 7. Illustration 6figura 6 Illustration 7figura 7 Recuerda: La luz del sol puede dañar los ojos: Usar gafas de sol para manejar la cocina solar! La cocina embudo está diseñada de tal manera que la parte más caliente queda en el fondo del embudo, fuera del alcance del cuerpo. Poner la cocina embudo de tal manera que capture el máximo de luz.
El diseño de la cocina embudo te permite capturar energía solar durante una hora, sin necesidad de ser reposicionada. Para cocciones de más de una hora, reajustar el embudo de tal manera que éste siga teniendo el máximo de luz.Con este dispositivo se hicieron una pruebas con arroz y calabazas El arroz se cocinó en una hora y media.
Las calabazas también se cocieron. Todo quedó delicioso y necesita menos agua que en la estufa ver figuras 8 (sin cocer) y 9 (cocida). También pusimos agua y alcanzó una temperatura de 70 grados, que de acuerdo a la literatura, es suficiente para pasteurizar el agua durante 15 minutos. Illustration 9figura 9 Illustration 8figura 8 6. Conclusión Como se observó las cocinas solares son de cómoda construcción y fácil de hacer, además podemos citar que el costo del mantenimiento es bajísimo casi nulo. Puede ser usada para cocer y/o hornear alimentos, para preparar bebidas calientes y para secar frutas.
Nos permite mantener la comida caliente hasta por 3 horas. Los alimentos pierden menos vitaminas, ya que necesitan menos agua (aproximadamente 2/3 menos) para la cocción de alimentos. No requiere cuidados especiales; se cocina sin preocupación de abandonar la casa y/o de ocuparse totalmente de otros asuntos.7.
Referencias Posibilidades de aprovechamiento de Energía Solar para cocinar en las Zonas de Desarrollo,; Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y Alimentación. Lawland I.1979. Energía Solar Térmica, Mundo. Marcombo. Editores.1985. Shyam S.
Nandwani, 1 er, Taller Centroamericano de Fotovoltaico Solar: Energía Solar. Algunas Aplicaciones Térmicas, Universidad Nacional Heredia, Costa Rica. Octubre, 1998. Cocinas solares, htpp://www.solarcooking.org. Adaptado por Antonio del Río Este es un claro ejemplo de actividades de ciencia en la escuela.
Este grupo de estudiantes midieron la temperatura que alcanzaba la estufa y además reconocieron que el sabor de la comida cocinada con energía solar era muy bueno. Consulta la página www.solarcooking.org tiene una versión en español donde se puede consultar más información y muchos más tipos de estufas solares.
¿Cómo funciona la cocina solar portátil?
La cocina solar portátil pertenece a un grupo de artefactos que sirven para cocinar con la energía del sol y que tienen como características comunes: su reducido peso y tamaño, su fácil montaje y funcionan a temperaturas no muy elevadas. La gran mayoría de las cocinas solares portátiles son plegables, con lo cual ocupan muy poco espacio cuando no se utilizan y son muy cómodas de llevar a cualquier actividad al aire libre.
¿Cuál es el objetivo de la cocina solar?
PRINCIPIOS DE CALOR – El propósito básico de una cocina solar es calentar cosas – cocinar comida, purificar el agua y esterilizar instrumentos – por mencionar unos pocos. Una cocina solar cuece porque el interior de la caja se ha calentado por la energía del sol.
La luz solar, tanto directa como reflejada, entra en la caja solar a través de la parte superior de cristal o de plástico. calienta el interior siendo la energía absorbida por la plancha negra y cocina lo que hay dentro de las ollas. Este calor en el interior causa que la temperatura dentro de la cocina solar aumente hasta que el calor que se pierda de la cocina sea igual al aumento del calor solar.
Se alcanzan fácilmente temperaturas suficientes para cocinar comida y pasteurizar agua. Dadas dos cajas que tienen la misma capacidad de retener calor, la que tenga más ganancia, por una luz solar más fuerte o por luz solar adicional vía reflector, su interior se calentará más.