HORNO SOLAR “NYLAMID” TIPO GABINETE

1. HORNO SOLAR “NYLAMID”TIPO GABINETE Adolfo G. Finck Pastrana. José H. Mondragón Suárez. Mariana Orta Camargo. Ana Constanza Ferrer Bouras. Andrea Carraro. Ludovico Allasio. OrtziAkizuGardoki.

2. Las Cocinas Solares son artefactos que permiten cocinar alimentos usando la Radiación Solar como Fuente de Energía.

3. Efecto Invernadero Proceso donde se combinan las tres formas de transferencia de calor, para incrementar la temperatura interna de un Sistema de Conversión Fototérmica.

5. Historia de la Cocina Solar En 1767, el naturalista suizo Horase de Saussure, famoso por ser el impulsor de la primera ascensión al Mont Blanc, hizo fabricar cinco cajas rectangulares de vidrio de Bohemia, todas abiertas por un lado y cada una algo mayor que la anterior. Superponiendo una sobre otra, utilizando una tabla de peral ennegrecido como base, y colocando un termómetro en el interior de la caja más pequeña, construyó un dispositivo al que denominó “heliotermómetro”, que intentaba “atrapar y medir el calor solar”. Armado con tal dispositivo realizó diversos experimentos, y de uno de ellos escribió: […] he visto que el termómetro alcanzaba 70 grados de Réamur (87,50°C). Las frutas expuestas a este calor se cuecen y entregan su jugo…”

6. Historia de la Cocina Solar Bastante más tarde, entre 1834 y 1838, el naturalista ingles Sir John Herschel residió en el cabo de Buena Esperanza, para llevar a cabo un programa de observaciones astronómicas que incluía el estudio de algunos aspectos energéticos de la radiación solar, para lo que construyó un “heliotermómetro” simplificado, constituido por una sola campana de vidrio sobre un donde de cobre ennegrecido y aislado con arena. En el informe que redactó, describiendo los experimentos con este aparato, se lee: “[…] viendo que las temperaturas sobrepasaban el punto de ebullición del agua, nos divertimos haciendo algunas experiencias con huevos, frutas, carne, etc… que expusimos al Sol de la misma manera, el 21 de diciembre y los días siguientes, y todo esto se coció perfectamente después de un tiempo no muy largo; los huevos estaban duros y su interior desmenuzable. Otra vez preparamos un estofado, bastante fuerte, de carne y legumbres, cuyo exquisito gusto alabaron los comensales…”

7. Historia de la Cocina Solar Posteriormente, Agustín Mouchot, conocedor de ambas experiencias, construyó la primera cocina solar específica, introduciendo una olla de hierro ennegrecido en el interior de una campana de vidrio, y rodeando el conjunto de un espejo cilíndrico. En su libro “La Chaleur socaire”, publicado en 1869, dice:“[…] esta especie de marmita solar […] me ha permitido, por ejemplo, confeccionar al Sol un excelente cocido, formado por un kilo de carne de ternera y diversas legumbres. Después de cuatro horas de insolación, todo estaba perfectamente cocido, a pesar del paso de algunas nubes que habían tapado el Sol; y el caldo era excelente debido a que el calentamiento en la marmita había sido muy regular…”

8. Tipos de Cocinas Solares Cocinas sin estructura. Estas son hechas con arreglos de cartón, tela, madera o laminas metálicas, dispuestas de forma tal que atrapen la radiación y la dirijan hacia el lugar donde se coloca la comida para cocinarse.

9. Tipos de Cocinas Solares Cocinas tipo 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 conductividad térmica. Además los alimentos no se queman ni se pasan, conservando así su sabor y valor nutritivo.

10. Tipos de Cocinas Solares Cocinas 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 usas el tipo de protección debe ser necesario.

11. Tipos de Cocinas Solares Cocinas de tipo indirecto. Están constituidas de un cuerpo que absorbe el calor y lo dirige a un lugar dentro del hogar donde se puede cocinar los alimentos. En general, un fluido de trabajo de alto punto de ebullición, se calienta por la acción del sol mediante un calentador solar plano o de canal parabólico. El fluido se almacena dentro de un tanque térmico que puede colocarse afuera u dentro de la vivienda. Cuando se requiera, el fluido caliente del tanque se conduce a un intercambiador de calor tipo Hornilla o Parrilla o “Baño María” instalado en el interior de la vivienda, donde se desarrolla el proceso de cocción finalmente.

12. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA. En este proyecto se diseña, construye y caracteriza una Cocina Solar tipo Caja de 60 cm de largo por 40 cm de ancho y 30 cm de altura. Fabricada en sus paredes y fondo con láminas de Nylon de un centímetro de espesor, esto con el objetivo de aislar térmicamente al sistema. Cuenta con doble cubierta de vidrio de 3mm, una lámina de cobre como superficie absorbedora pintada de negro mate, aislante de fibra de vidrio bajo dicha lámina y una tapa que a su vez funciona como reflector ajustable.

20. METODOLOGÍA. Para establecer las características de operación de la Cocina Solar “NYLAMID” se realizaron pruebas utilizando una olla de cocción de aluminio, pintada de negro mate en el exterior, con capacidad para 2 lts. de agua. Para la evaluación del desempeño térmico de nuestra Cocina Solar “NYLAMID”, se midieron los siguientes parámetros: • Radiación Solar (watts/m2). • Temperatura Ambiente (°C). • Temperatura de la Lámina Absorbedora (°C). • Temperatura del Agua o Producto a Cocinar en el interior de la olla de cocción (°C). Utilizando estos datos se obtuvieron las gráficas de Radiación Solar (watts/m2 vs. Hora Solar) y la correspondiente al perfil de temperaturas (°C vs. Hora Solar).

22. Desempeño Térmico En las siguientes figuras se muestran varias fotografías térmicas en infrarrojo donde se puede observar el proceso de calentamiento de la olla de cocción y del agua en su interior.

38. Ventajas y Desventajas de la Cocinas Solares. Ventajas: • No necesitan ningún tipo de combustible ni electricidad. • Pueden ser utilizadas autónomamente en lugares apartados. • No producen humo o algún tipo de contaminante. • Es muy económica al no utilizar combustibles. • Es segura de usar. • Su construcción es sencilla y estable. • La comida no de quema. • No necesita de continua supervisión. • La comida permanece caliente después de haber sido cocinada. Desventajas: • Algunos tipos de cocinas solares no funcionan sin radiación directa. • Las cocinas tipo caja necesitan más tiempo para cocinar. • En las cocinas u hornos tipo caja, por lo general no se pueden freír alimentos.

39. Conclusiones El Nylon laminado es una buena opción para la fabricación de cocinas y hornos solares de tipo gabinete, ya que: • Se garantiza una adecuada estructura del cuerpo del sistema. • Se proporciona el adecuado aislamiento del mismo. • Se cuenta con un material muy resistente a la intemperie.