Todo sobre el horno solar. Parte 1

Se utilizan las cocinas solares, principalmente, para cocer comida y pasteurizar agua, aunque continuamente se desarrollan usos adicionales. Numerosos factores, incluyendo el acceso a los materiales, la disponibilidad de los carburantes de cocinas tradicionales, el clima, las preferencias:


Cocina solar: cubierta, ventana y reflector
En cuanto a la alimentación factores culturales y capacidades técnicas, favorecen que las cocinas solares sean asequibles para las personas. Con un conocimiento de los principios básicos de la energía solar y un acceso a materiales simples, como el cartón, el papel de aluminio y el cristal, se puede construir una cocina solar eficaz. Las líneas generales de este informe son los
principios básicos del diseño de las cocinas solares, así como identificar un amplio abanico de materiales que pueden utilizarse en su construcción.
Estos principios se presentan, en líneas generales, para que sean aplicables a una
amplia variedad de problemas de diseño. Si se necesita cocinar comida, pasteurizar agua, o secar pescado o grano, se aplican los principios básicos de la energía solar, transferencia de calor y materiales. Nosotros nos comprometemos aplicando una amplia variedad de materiales y técnicas para que se pueda hacer un uso directo de la energía del sol.
Seguidamente veremos los conceptos generales más relevantes para el diseño o la modificación de una cocina solar :
    1. Materiales necesarios
    2. Diseño y proporciones
    3. Realización de la cocina solar
    4. Factores culturales

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.
Los siguientes principios de calor se considerarán en primer lugar:
      A. Ganancia de calor
      B. Pérdida de calor
      C. Almacenaje de calor

A. GANANCIA DE CALOR.
EFECTO INVERNADERO: este efecto es el resultado del calor en espacios cerrados en los que el sol incide a través de un material transparente como el cristal o el plástico.
La luz visible pasa fácilmente a través del cristal y es absorbida y reflejada por los materiales que estén en el espacio cerrado. La energía de la luz que es absorbida por:
El efecto invernadero,
las ollas negras y la plancha negra debajo de las ollas se convierte en energía calorífica que tiene una mayor longitud de onda, e irradia desde el interior de los
materiales. La mayoría de esta energía radiante, a causa de esta mayor longitud de onda, no puede atravesar el cristal y por consiguiente es atrapada en el interior del espacio cerrado. La luz reflejada, o se absorbe por los otros
materiales en el espacio o atraviesa el cristal si no cambia su longitud de onda.
Debido a la acción de la cocina solar, el calor que es recogido por la plancha y las ollas de metal negro absorbente es conducido a través de esos materiales para calentar y cocinar la comida.
ORIENTACIÓN DEL CRISTAL: Cuanto más directamente se encare el cristal al sol, mayor será la ganancia del calor.




REFLECTORES, GANANCIA ADICIONAL: Uno o múltiples reflectores hacen rebotar una luz - solar adicional a través del cristal y dentro de la caja solar. Esta mayor entrada de energía solar produce unas temperaturas más altas en la cocina.


PÉRDIDA DE CALOR
La Segunda Ley de la Termodinámica plantea que el calor siempre viaja de lo caliente a lo frío. El calor dentro de una cocina solar se pierde por tres vías fundamentales:
      CONDUCCION
      RADIACION
      CONVECCION

CONDUCCION: El asa de una olla de metal puesta en una cocina o fuego se calienta gracias a la transferencia de calor desde el fuego a través de los materiales de la cacerola hacia los materiales del asa. En el mismo sentido, el calor dentro de una cocina solar se pierde cuando viaja a través de las moléculas de las hojas de aluminio, el cristal, el carton, el aire y el aislamiento, hacia el aire fuera de la caja.
                                    
RADIACION: Lo que está tibio o caliente, - fuegos, cocinas, ollas y comida dentro de una cocina solar - despide olas de calor, o irradia calor a su alrededor.
Estas olas de calor se irradian de los objetos calientes a través del aire o el espacio. La mayor parte del calor radiante que se despide de las ollas calientes dentro de una cocina solar se refleja desde el estaño y el cristal de vuelta a las ollas y a la bandeja inferior. Aunque los vidrios transparentes atrapan la mayoría del calor radiante, un poco escapa directamente a través del vidrio.
El cristal atrapa el calor radiante mejor que la mayoría de los plásticos.

El aíre caliente puede escapar por las rendijas.

CONVENCION: Las moléculas del aire entran y salen de la caja a través de las rendijas. Las moléculas del aire calentadas dentro de una caja solar escapan, en primer lugar a través de las rendijas alrededor de la tapa superior, por un lado de la puerta de la cocina abierta, o imperfecciones en la construcción. El aire frío de fuera de la caja también entra a través de estas aberturas.

ALMACENAMIENTO DE CALOR
Cuando la densidad y el peso de los materiales dentro del armazón aislado de la cocina solar aumenta, la capacidad de la caja de mantener el calor se incrementa. El interior de la caja incluye materiales pesados como rocas, ladrillos, cazuelas pesadas, agua o comida dura que tarda mucho tiempo en calentarse a causa de esta capacidad de almacenaje del calor adicional. La energía entrante se almacena como calor en estos materiales pesados, retardando que el aire de la caja se caliente.
Estos materiales densos, cargados con calor, irradiarán ese calor dentro de la caja.

MATERIALES INDISPENSABLES
Hay tres clases de materiales que se utilizan típicamente en la construcción de las
cocinas solares. Una propiedad que debe considerarse al seleccionar los materiales es la resistencia a la humedad.
     A. Material para la estructura
     B. Aislantes
     C. Material transparente
     D. Resistencia a la humedad

A. MATERIAL PARA LA ESTRUCTURA
Se necesitan materiales estructurales para que la caja tenga y conserve una
configuración y una forma dada, y sea duradera mucho tiempo.
Los materiales estructurales incluyen cartón, madera, madera contrachapada,
mampostería, bambú, metal, cemento, ladrillos, piedras, cristal, fibra :de vidrio, cañas tejidas, caña de indias, plástico, papel maché, arcilla, tierra pisada, metales, corteza de árbol, telas aglomeradas con goma de pegar u otros materiales. Muchos materiales que se comportan bien estructuralmente son demasiado densos para ser buenos aislantes. Para proporcionar las dos cosas, tanto cualidades de estabilidad estructural como de buen aislante, se necesita normalmente utilizar materiales distintos para la estructura y para el aislamiento.

B. AISLAMIENTO.
A fin de que la caja alcance en su interior temperaturas lo suficientemente altas para cocinar, los muros y la parte inferior de la caja deben tener un buen valor de aislamiento (retención de calor). Se incluyen entre los buenos materiales aislantes:
hojas de aluminio (reflector brillante), plumas (las plumas de abajo son las mejores), (lana de fibra de vidrio, lana de roca), celulosa, cascarillas de arroz, lana, paja y periódicos arrugados.
Cuando se construye una cocina solar, es importante que los materiales aislantes
rodeen el interior de la cavidad donde se cocina de la caja solar por todos los lados excepto por el lado acristalado normalmente el superior. Los materiales aislantes deben ser instalados para permitir la mínima conducción de calor desde los materiales estructurales del interior de la caja hacia los materiales estructurales del exterior de la caja. Cuanta menos pérdida de calor haya en la parte inferior de la caja, más altas serán las temperaturas de cocción.

C. MATERIAL TRANSPARENTE.
Finalmente una superficie de la caja debe ser transparente y encararse al sol para suministrar calor vía "efecto invernadero". Los materiales vidriados más comunes son el cristal y el plástico resistente a altas temperaturas como las bolsas para asar que se usan en las cocinas. Se utiliza doble vidrio, bien de cristal o de plástico para influir tanto en la ganancia como en la pérdida de calor. Dependiendo del material que se use, la transmisión - la ganancia de calor puede reducirse entre un 5/15%.
Sin embargo, gracias a reducir a la mitad la pérdida de calor a través del cristal o del plástico, el resultado global de la caja solar se incrementa.

D. RESISTENCIA A LA HUMEDAD
La mayoría de la comida que se cuece en una cocina solar contiene humedad. Cuando el agua o los alimentos se calientan en la cocina solar, se crea una presión de vapor, conduciendo la humedad desde el interior al exterior de la caja, Hay varias maneras de que esta humedad pueda salir. Puede escapar directamente a través de los huecos y las grietas de la caja o introducirse en las paredes y la parte inferior de la caja si no hay una barrera de humedad. Si la caja se diseña con cierres herméticos y barreras de humedad, el vapor de agua puede ser retenido dentro de la cámara de la cocina. En el diseño de la mayoría de las cocinas solares, es importante que la mayoría de la parte interior de la cocina tenga una buena barrera de vapor. Esta barrera impedirá desperfectos por agua en los materiales de la cocina, tanto aislantes como estructurales, a causa de la lenta migración del vapor de agua a los muros y a la parte inferior de la cocina.
Continua en la parte 2.

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2 comentarios:

http://polloalhorno.org/ dijo...

Un proyecto muy interesante para probar en la fiesta de mi facultad de ingeniería.

http://comorepararundiscoduro.com/ dijo...

Gracias por el tutorial, lo intentaremos :)

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