Horno Solar

sdgasdfs fdva erqbr2b qerb13b1 ergCAPITULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES

Desde 1990 el Centro Nacional Recursos S (CNRS)propone un centro de información abierto al público, titulado "Exposición del Gran Horno Solar de Odeillo", este lugar se convierte a finales de 2006 en el "HELIODYSSEE", realizando diversas explicaciones y demostraciones sobre la energía solar y sus derivados (otras formas de energías renovables, las utilizaciones en el hábitat) y los trabajos de los investigadores del CNRS sobre la energía, el medio ambiente, los materiales para el espacio exterior aeroespaciales, materiales del futuro, las características de la luz, el efecto invernadero.

Entre los antecedentes locales, está la investigación de tipo documental realizado por Chacón y otros (2003) acerca de la obtención de la energía eléctrica por medio de celdas solares como alternativa energética.

Igualmente Romero y otros (2009) elaboraron un reloj eléctrico con el uso de celdas fotovoltaicas como actividad dirigidas a la dotación del colegio sagrado corazón de Jesús, de un artefacto que le permita durante el horario diurno, mostrar la hora utilizando la energía solar a partir de celdas fotovoltaicas en lugar de energía eléctrica

BASES TEÓRICAS

El sol es una estrella de forma casi esférica, gaseosa de altísima temperatura. Su combustible es principalmente el hidrogeno. El interior del sol se produce un fenómeno llamado función nuclear y como se desarrolla a una temperatura entre 6000mil °c y los 20000mil °c en este proceso se unen en cuatro átomos de hidrogeno indicando que la materia faltante se transforma en energía. La energía se produce en forma de radiación (energía radiante) dispersa por todo el sistema solar solo una parte de ella llega a la tierra.

La energía radiante llega a la atmosfera terrestre en forma electromagnética. Superpuesta una vez dentro de la atmosfera la energía solar es captada en forma difusa (cuando al impactar por un cuerpo se refleja en forma total o parcial) o directa (cuando llega al cuerpo desde el sol sin interponerse cuerpos extraños).

En este orden de ideas, el hombre ha construido distintos dispositivos para capturar parte del espectro de energía radiante con el fin de aprovechar el calor o generar electricidad.

Una manera de obtener aprovechamiento de energía solar es a través de la forma técnica la cual calienta agua, aceite o aire de manera concentrada en colectores planos generando calor calefones, secadores de frutas y verduras, horno y cocinas solares.

En la revista chispa (1995) afirma que el horno solar es un reflector parabólico construido con la precisión para enfocar la radiación solar, el mismo permite calentar los blancos a trabajarse, a niveles altos de temperatura. El reflector parabólico permite la concentración de los rayos en un punto focal los cuales pasan al reflector para dirigirse al eje.

Este funciona mediante paneles los cuales se encuentran forrados de papel aluminio donde el primero se localiza inclinado al lado de la caja donde se refleja la energía del sol, permitiendo así calentar y concentrar el calor, para calentar los alimentos. Así mismo los paneles encontrados en el interior permite la concentración de energía para aumentar el calor. Por otra parte el vidrio concentra la energía y así esta no se libera. Seguidamente al pintar la caja de negro el grado de temperatura se eleva, disminuyendo el consumo de energía eléctrica.

Estos colectores planos basan su funcionamiento en un fenómeno atmosférico llamado efecto invernadero esto indica que la luz solar atraviesa el cristal del colector y pasa al interior del mismo. En el fondo del colector se halla un cuerpo nacro conocido como placa absorbente y se caracteriza por incorporar radiación, es decir hasta lograr un equilibrio térmico, el cual una vez alcanzado pasa a emitir en forma de rayos infrarrojos los cuales salen parcialmente a través del vidrio quedando encerrada la mayor parte del colector, lo cual provoca un aumento importante de temperatura la cual se puede utilizar para calentar alimentos en cocinas solares, deshidratar alimentos, calentar agua e incluso hacer funcionar el horno solar.

En este proyecto se utilizaron materiales sencillos para evitar otras formas de contaminación y los cuales son:

• Madera

• Papel aluminio

• Pintura negra

• Un recipiente negro

• Vidrio de 44x44 cm

Procedimientos para elaborar el horno solar:

1. Se hace un cajón de madera cuya base tendrá la que guste y tamaño que desee, nosotros hicimos una caja de 44x44 cm.

2. Al tener listo el cajón de madera este se pintó de negro por fuera puesto para que el calor se atraiga y se caliente con facilidad.

3. El interior del horno solar se forra con papel aluminio y se coloca dentro el recipiente negro que contendrá los alimentos que deseen cocinar.

4. Encima del cajón se pone el vidrio del mismo tamaño del cajón el cual servirá para guardar el calor que entra y suba su temperatura interna.

5. A un extremo de la caja se coloca inclinadamente una tabla la cual tendrá un lado forrado de papel aluminio y el otro lado de pintura negra. La parte forrada de papel aluminio va colocada de tal forma que esta refleje los rayos solares hacia el interior de la caja y poder subir así su temperatura interna.

6. Se coloca el alimento que se desee cocer dentro de la caja, se espera alrededor de 2 o 3 horas aproximadamente y dependiendo de la intensidad de los rayos solares es como varia este tiempo de espera, el horno solar puede cocer todo tipo de verduras y en algunos países es muy utilizado para cocer arroz y hornear pan.

El primer panel forrado de papel aluminio, encontrado inclinadamente a un lado de la caja refleja la luz y la rebota hacia el interior de la caja donde se va concentrando el calor poco a poco hasta generar una considerable cantidad de calor, en donde se va a poner a calentar los alimentos. Los paneles forrados de aluminio en el interior de la caja también rebotan los rayos solares provocando un mayor calentamiento, el vidrio hace concentrar el calor y no lo deja salir, el calor negro de toda la caja hace atraer rápidamente el calor y eleve su temperatura.

La temperatura que puede llegar alcanzar una cocina solar de caja depende principalmente del número y tamaño de reflectores usados. Esta puede llaga a los 150°C (300°F) que es la temperatura a la que se suelen cocinar los alimentos. Incluso siendo la temperatura exterior de 1°C, dentro del horno se puede superar los 87°C. No se necesita temperatura más alta para cocinar. Un horno cocina perfectamente cuando alcanza los 90°C (200°F) las temperaturas más altas solo sirve para cocinar más rápido. De todas maneras mucha gente prefiere cocinar con temperaturas más bajas.

Si las nubes tapan el sol mientras se está cocinando, la comida continuara cosiéndose simplemente teniendo 20 minutos de sol por ahora. La cocción de alimentos es un proceso que requiere temperatura y tiempo, de hecho la cocción parte a los 50°C o 60°C mientras mayor sea la temperatura más rápida es la cocción. El ideal es temperaturas de 80 a 100°C. Temperaturas mayores pueden destruir vitaminas y proteínas en los alimentos.

En las cocinas tipo horno no es posible freír, esto porque si bien la cocina puede alcanzar los 180 a 200°C, si se inicia las frituras la temperatura cae. A demás la fritura ay que evitarla bien para evacuar el vapor de agua que sale de los alimentos. Para freír con energía solar, se necesita usar cocinas con concentradores.

Los alimentos factibles de cocción pueden ser:

• Arroz

• Papas

• Lentejas

• Pizza

• Envasados

• Suspiros

• Plátanos

• Agua natural

El horno solar posee ventajas y desventajas como lo son:

Ventajas:

El horno solar es una alternativa para disminuir el consumo de artículos contaminantes como los hidrocarburos estos producen gases como el dióxido de carbono y el metano.

• Es de bajo costo, se puede usar en cualquier parte del mundo y utiliza materiales sencillos.

• Produce una gran cantidad de calor la cual lleva a cocer verduras o arroz y hasta se puede hornear pan.

• No contamina pues funcionan a base de rayos solares y no emite desechos de hidrocarburos dióxido de carbono o metanos.

Desventajas:

• Tarda de 2 a 3 horas en cocinar los alimentos.

• No tiene la misma capacidad y tecnología que las estufas actuales.

• La temperatura del horno solar depende de la intensidad de los rayos solares por lo que no se podría usar en los días de invierno.

El efecto de calentamiento producido por los gases se llaman efecto invernadero: la energía del sol queda atrapada por los gases, del mismo modo, el calor queda atrapado detrás de los vidrios de un invernadero. En el sol se producen una serie de reacciones nucleares esto tienen como consecuencia la emisión de cantidades enormes de energía. Una parte muy pequeña de esta energía llega a la tierra, y participa en una serie de procesos físicos y químicos esenciales para la vida.

La radiación

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