Cocinas solaresUna cocina solar convierte la luz solar en energía térmica que se retiene para cocinar. La luz del sol es el "combustible".
Varios ingenieros y entusiastas del bricolaje han diseñado literalmente cientos de tipos diferentes de cocinas solares; desde diseños simples como el horno solar de bolos hasta otros más complicados como la canasta parabólica y la cocina solar de lata . Esta amplia variedad de opciones dificulta la estandarización y evaluación de las cocinas solares; sin embargo, se deben cumplir algunos factores críticos para que un diseño sea exitoso, algunos de los cuales se enumeran a continuación:
- Costo: debe ser lo suficientemente barato para que sea viable su implementación en áreas rurales.
- Comodidad: se puede construir con materiales locales fácilmente disponibles en un corto período de tiempo, además de ser liviano.
- Seguridad: la zona calentada debe estar bien protegida y ninguna pieza debe sobresalir.
- Eficiencia: ¿cuánto tiempo llevará cocinar la comida?
- Resistencia al viento: debe ser lo suficientemente resistente como para no verse afectada por vientos ligeros a moderados.
- Capacidad de calefacción: capacidad de calefacción suficiente según su uso ( pasteurización del agua frente a cocción de alimentos ).
- Durabilidad: las reparaciones deben ser poco frecuentes y fáciles de realizar.
- Simplicidad de instrucciones.
Los requisitos para la cocina solar son muy sencillos. Debe poder colocar la cocina solar en un lugar que reciba sol durante varias horas y esté protegida del viento fuerte. Las cocinas solares, evidentemente, no funcionan de noche ni en días muy nublados. La luz del sol es absorbida por superficies oscuras que se calientan. Los alimentos se cocinan mejor en ollas de metal oscuras, poco profundas y delgadas con tapas oscuras y ajustadas para retener el calor y la humedad. Para retener el calor creado cuando la olla negra absorbe los rayos del sol se necesita algún tipo de cubierta transparente. Esto puede ser tan simple como una bolsa de plástico transparente o tan complicado como varias capas de vidrio evacuadas. Un método para acelerar el proceso de cocción es utilizar reflectores para aumentar la concentración de luz solar en el colector.
Contenido
Necesidad de desarrollo
Figura 1: Distribución de temperatura para cocinar con una cocina solar. [1]En los países en desarrollo, cocinar se suele hacer en fogones abiertos utilizando biomasa como leña, carbón vegetal y queroseno. Este proceso conduce inevitablemente a una deforestación excesiva en estas regiones rurales, así como a un aumento considerable de las emisiones de CO 2 . Las personas en estas regiones en desarrollo también sufren de infecciones respiratorias debido a la inhalación significativa de humo.
Alrededor de cinco millones de niños en el mundo en desarrollo mueren cada año por enfermedades respiratorias y se estima que otros cinco millones mueren por enfermedades asociadas con el agua potable contaminada. [2] Se puede esperar que estas cifras se reduzcan parcialmente utilizando la tecnología de cocina solar.
Las cocinas solares funcionan según el principio básico de convertir la luz solar en energía térmica que se retiene y se utiliza para cocinar al aire libre, y tienen el impacto más positivo en las regiones del mundo soleadas y con escasez de combustible. Una estimación optimista afirma que la cocina solar podría causar una reducción potencial del uso de leña en un 36%, lo que corresponde a aproximadamente 246 millones de toneladas métricas de madera cada año, lo que daría como resultado una compensación neta de gases de efecto invernadero de casi 140 millones de toneladas métricas por año. [3]
La Figura 1 muestra qué procesos ocurren en una distribución de temperatura de 135 grados Celsius.
Consideraciones regionales
Figura 2: Distribución media anual de la luz solar [4]Aproximadamente 600.000 cocinas solares se utilizan en los Andes, el Tíbet, Nepal, Mongolia y partes de China y se estima que 1,5 millones en todo el mundo, aunque esta cifra es preliminar y aún no se ha confirmado su exactitud. [5] [6] Sin embargo, la mayor historia de éxito reciente se ha producido en aldeas de la India.
La cocina solar puede ser adecuada para una región si:
- Días mayoritariamente soleados durante varios meses del año.
- Espacio exterior disponible que permanece iluminado por el sol durante varias horas y resguardado de los fuertes vientos.
- Los combustibles locales para cocinar son caros o difíciles de obtener.
Debido a la abundancia de luz solar en Asia, África y Australia, estas regiones pueden beneficiarse enormemente del uso de cocinas solares, como se ilustra en la Figura 2.
Además de los climas más soleados que se benefician más de las tecnologías de cocina solar, los lugares con condiciones menos ventosas podrán utilizar cocinas solares de manera mucho más eficiente. En áreas más ventosas, puede ser más adecuado introducir cocinas solares más pesadas; sin embargo, esto podría generar mayores costos y tiempos de cocción más prolongados si se construyen bases más gruesas, ya que se requeriría materia prima adicional. Otra opción tosca pero más económica sería colocar piedras o ladrillos grandes alrededor de la cocina para ayudar a estabilizarla frente al viento.
Cómo hacer una cocina solar
Una cocina solar es un dispositivo que utiliza la energía del sol para cocinar alimentos. Es una alternativa sencilla, respetuosa con el medio ambiente y de bajo coste al uso de una estufa u horno tradicional. Aquí tienes una guía sobre cómo hacer una cocina solar:
- Reúna materiales: necesitará algunos materiales básicos para construir su cocina solar. Estos incluyen cartón, papel de aluminio, pegamento, tijeras, una olla negra y una lámina de plástico transparente.
- Recortar el cartón: Recorta cuatro trozos de cartón en forma de paralelogramo. Los lados deben tener aproximadamente 1 pie de largo y la parte superior e inferior deben tener aproximadamente 6 pulgadas de largo.
- Montar la cocina: Pega las piezas de cartón para formar una caja, con el papel de aluminio por dentro. Asegúrate de que el papel de aluminio esté liso y sin arrugas, ya que esto ayudará a reflejar los rayos del sol.
- Cubra la parte superior con plástico: corte un trozo de lámina de plástico transparente que sea un poco más grande que la parte superior de la caja. Pégalo en su lugar, asegurándote de que esté tenso y sin arrugas.
- Coloca la olla en la olla: Coloca la olla negra en el centro de la olla. La olla debe estar completamente dentro de la olla, con la tapa puesta.
- Cocine su comida: Coloque su comida en la olla y cierre la tapa. Coloque la cocina a la luz solar directa, asegurándose de inclinarla hacia el sol mientras se mueve por el cielo. Los rayos del sol serán reflejados por el papel de aluminio y se concentrarán en la olla, cocinando los alimentos en su interior.
- Ajuste la cocina según sea necesario: si el sol está demasiado bajo en el cielo o si está nublado, es posible que deba ajustar la cocina para asegurarse de que reciba suficiente luz solar. Puedes hacerlo inclinando la cocina o moviéndola a un lugar más soleado.
Con estos sencillos pasos, podrás fabricar fácilmente tu propia cocina solar y empezar a disfrutar de deliciosas comidas cocinadas al sol.
Diseños
Las cocinas solares son concentradores solares en los que se ha sacrificado la precisión y la eficiencia en favor de la facilidad de construcción y el uso de materiales fácilmente disponibles. Se utilizan geometrías inexactas que aún permiten temperaturas de cocción del agua o de horneado del pan. Algunos cálculos relevantes para el diseño de cocinas solares con reflectores paraboloidales se pueden encontrar en la página de cálculos relacionados con el Sol .
Existe todo un espectro de diseños de cocinas solares, cada uno con sus propios costos, beneficios y condiciones óptimas. Algunos ejemplos...
Cocina con panel solar: Simplemente una caja cortada con papel de aluminio pegado a los lados. Proyecto de ejemplo: Matemático mecánico para paraboloides.
Cocina con caja solar: el panel de vidrio crea un efecto invernadero. Proyecto de ejemplo: proyecto de investigación sobre cocinas de caja solar
Cocina solar de cesta: una cocina solar de caja culturalmente apropiada. Proyecto de ejemplo: Cocina solar parabólica Willow Basket
Cocina Solar Satélite: La forma parabólica enfoca la luz del sol en un solo punto. Proyecto de ejemplo: Cocina solar con silla Papasan
Cocina Solar Parabólica: Montada por niños mediante fórmulas matemáticas. Proyecto de ejemplo: Cómo hacer un horno solar para niños (Locally Delicious)
Cocina solar con sombrilla: Las sombrillas suelen ser cónicas, pero pueden acercarse mucho a una parábola. Proyecto de ejemplo: Cómo hacer una cocina solar "Sunbrella"
Cocina solar de llantas: un sándwich de llantas negras recicladas para brindar mucho aislamiento y ahorro
Cocina de caja solar
Figura 2: Esquemas de una cocina de caja solar [7]Aunque se han inventado cientos de diseños innovadores de cocinas solares, la cocina de caja solar recibe la mayor consideración debido a su uso global generalizado, particularmente en el mundo en desarrollo.
Una cocina de caja solar es básicamente una caja grande con tapa de vidrio que funcionará como horno. Sin embargo, las pérdidas de calor sobre una superficie mayor compensarán parcialmente la ganancia adicional al tener una mayor superficie de recogida de calor. Lo que normalmente se hace para compensar esto es utilizar una cubierta de superficie acristalada y reflectores para aumentar el área aparente del colector. Estos reflectores pueden estar hechos de una variedad de materiales y su propósito principal es reflejar la luz solar a través del material de vidriado y hacia el espacio de cocción dentro de la caja.
La cocina de caja consta de algún tipo de recinto que atrapa el calor, que generalmente toma la forma de una caja hecha de material aislante con una cara de la caja provista de un medio transparente, como vidrio o plástico. Esto permite que la cocina aproveche el efecto invernadero y la radiación solar incidente cocina los alimentos dentro de la caja. El material aislante permite que las temperaturas de cocción alcancen niveles similares en días fríos y ventosos que en días calurosos, además de tener el beneficio adicional de bloquear cualquier fuga que pueda filtrarse y dañar la cocina. Se recomienda una olla oscura para cocinar, ya que absorbe la máxima cantidad de calor y permite temperaturas de cocción más altas. [8]
Una buena regla general que indica cuándo el sol está lo suficientemente alto en el cielo para permitir una cocción eficiente es cuando la longitud de la sombra en el suelo es más corta que la altura del individuo.
Cocina solar parabólica
Cocina solar parabólica del proyecto de cocina solar "Sunbrella" .Una cocina solar parabólica es esencialmente un concentrador de energía solar que se utiliza para cocinar alimentos o pasteurizar agua. Los diseños parabólicos se han utilizado durante siglos. La idea de concentrar la luz mediante espejos curvos fue desarrollada por los griegos, aztecas, incas, romanos y chinos. Los incas utilizaron bronce y oro para sus espejos y construyeron estructuras de varios pisos de altura. Esta tecnología parece haber aparecido aproximadamente al mismo tiempo para cada una de las civilizaciones.
Existen muchos diseños y modelos de cocinas solares parabólicas. Algunos se fabrican con materiales de desecho recolectados localmente, mientras que otros se fabrican con materiales altamente mecanizados, duraderos pero más caros. Aquí hay enlaces y fotografías de varios diseños de cocinas solares parabólicas.
embudo solar
embudo solarUn embudo solar es la base de muchos diseños de cocinas solares. En él, la luz se canaliza mediante reflectores planos hacia una olla u otra superficie a calentar que se encuentra en el otro extremo del embudo. Esto difiere de los diseños en los que la olla se sitúa entre el sol y los reflectores, como en la mayoría de las cocinas parabólicas. Un embudo solar es la versión plana del concentrador parabólico compuesto más idealizado.
Concentradores parabólicos compuestos
Los concentradores parabólicos compuestos (CPC) son una clase de concentradores que consisten en secciones parabólicas rotadas que tienen un factor de concentración para receptores planos que es el límite termodinámico: 1/sin(θa) donde θa es la mitad del ángulo dentro del cual se encuentran los reflectores. Dirigir toda la luz incidente sobre la apertura hacia el receptor. Los concentradores parabólicos compuestos (CPC) pueden complementarse con los destiladores de agua solares, los pasturizadores de agua solares y las cocinas solares. Los CPC pueden aumentar el rendimiento de estos dispositivos junto con su eficiencia al concentrar la luz solar para hacer que el dispositivo sea más efectivo.
Investigaciones recientes han demostrado que al incorporar concentradores parabólicos compuestos (CPC) para aumentar la recolección de luz de un destilador solar [9] y un pasteurizador de agua solar, [10] se puede mejorar la eficiencia y el rendimiento.
Cocina integrada
La cocina integrada combina el uso de:
- Un modelo de cocina solar adecuado siempre que haga sol;
- Una cocina con calor retenido (cesta de heno o cocina sin fuego) para extender el tiempo de cocción y mantener los alimentos calientes durante 3 a 4 horas después de la cocción; y
- Una cocina mejorada (es decir, una cocina eficiente) para usar cuando no hay suficiente luz solar.
Usos alternativos
Además de cocinar, estos dispositivos se pueden utilizar para otros fines. Algunos ejemplos son
- Pasteurización del agua
- Para desinfectar suministros médicos secos.
- Para desinfectar utensilios
Análisis de eficiencia
Cocinas solaresA continuación se muestra un análisis de eficiencia de las cocinas solares basado en la 1ª Ley de la Termodinámica y la 2ª Ley de la Termodinámica , explicando también cómo calcular la potencia de cocción de cualquier aparato.
Ventajas
- En aldeas de regiones como Darfur, las mujeres tienen que viajar con menos frecuencia para buscar leña, lo que las mantiene más cerca de casa y seguras. [11]
- Más barato que cocinar con leña o carbón.
- Reducción de las emisiones de CO 2 y metano.
- Las cocinas solares se pueden construir fácilmente en cuestión de horas después de una formación muy básica.
- Las cocinas solares suelen ser ligeras.
Salud
Figura 2: Horno de caja, Bolivia. Foto; David Whitfield.La buena noticia es que es posible respirar aire fresco al mismo tiempo que se cocina, gracias a una cocina solar. La cocción solar no produce ningún humo.
En el pasado, la razón principal por la que la gente adoptaba la cocina solar era reducir la degradación ambiental causada por el uso excesivo de leña. Más recientemente, se ha reconocido que las enfermedades respiratorias causadas por el humo tóxico procedente de los fuegos de cocina constituyen un importante problema de salud. Matan a 1,5 millones de mujeres y niños cada año, según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Las cocinas solares también abordan estas importantes amenazas a la salud.
La tecnología de cocina solar existe desde hace décadas, pero no se ha comprendido bien ni se ha difundido ampliamente. A continuación se ofrecen algunas ideas sobre en qué consiste la cocina solar y sus capacidades, así como sus limitaciones.
Desventajas
- Puede llevar mucho tiempo cocinar una comida.
- No siempre hace sol.
- La cocción solar sólo se puede realizar cuando el sol es lo suficientemente fuerte durante el mediodía, sin embargo, es posible que se requiera comida caliente mucho antes.
- Cocinar debe realizarse al aire libre, lo que puede plantear amenazas adicionales en los países en desarrollo.
- No funcionará bien en áreas ventosas.
- Puede ser inconsistente y producir alimentos no comestibles.
- La cocina solar tiene una relación inesperada con la violencia. [11] Existen anécdotas de que algunas ONG en África no promueven las cocinas solares debido a la violencia doméstica. Cuando el tiempo no es propicio para cocinar y el marido regresa a casa y no encuentra comida lista, puede volverse violento con su esposa. (Esto plantea otros problemas, pero un problema inmediato es no agravar la situación de la víctima al tener una cocina poco confiable). [ se necesita verificación ] Esta falla de la comida al cocinar puede tener una solución tecnológica: la cocina integrada (ver Wikia:Solarcooking:Integrated metodo de cocinar ).
Proyectos relacionados
Organizaciones relacionadas
Varias organizaciones no gubernamentales (ONG) y organizaciones privadas se han encargado de promover los beneficios de la cocina solar en las zonas rurales en desarrollo, desde la creación de diseños de bricolaje hasta el establecimiento de campos de entrenamiento para educar a los aldeanos sobre cómo construir y cocinar con estos dispositivos. Varias de estas organizaciones ya tienen diseños de cocinas exitosos publicados en línea, y otras se encuentran en diversas etapas de diseño. Algunos de estos grupos se enumeran a continuación:
- Red Mundial de Cocinas Solares. http://cocinasolar.wikia.com
- Cocinas solares internacionales. http://www.solarcookers.org/
- Sociedad de cocina solar Kyoto Twist. http://web.archive.org/web/20200928080713/http://kyototwist.org/
- Sistemas de energía solar Gadhia Pvt. Limitado. Ltd. http://solarcooking.wikia.com/wiki/Gadhia_Solar_Energy_Systems
- Energía Solar Internacional. http://www.solarenergy.org/
- Centro de Tecnología Rural. http://web.archive.org/web/20050207224602/http://www.panasia.org.sg:80/nepalnet/crt/crthome.htm
- El Proyecto Centroamericano de Energía Solar. http://solaroven.org/
- SUN HORNOS Internacional, Inc. http://www.sunoven.com
- Iniciativa Lazola. http://www.lazola.de
Cocinas solares internacionales
La autoridad suprema en materia de cocina solar es Solar Cookers International (SCI). Difunden la conciencia y las habilidades sobre cocina solar en todo el mundo, particularmente en áreas con abundante luz solar y fuentes cada vez menores de combustible para cocinar. SCI ha permitido que 30.000 familias en África cocinen con la energía del sol, liberando a mujeres y niños de la carga de recoger leña y transportarla kilómetros.
La Red Mundial de Cocinas Solares es una alianza de más de 500 organizaciones no gubernamentales (ONG), fabricantes e individuos que promueven activamente la cocina solar en más de 100 países. Este sitio basado en wiki permite a los participantes de la Red compartir información y colaborar en proyectos e investigaciones. La cocina solar es una parte importante de la cocina integrada, que también incluye el uso de estufas de leña y cocinas de retención de calor que ahorran combustible.
Ver también
- Las cocinas solares y las estufas eficientes ayudan a las familias rurales de todo el mundo
- Colectores solares térmicos de bricolaje
- Galería de cocina solar Humboldt
- Estufas para Cocinas Institucionales
- cocina verde
- Cálculos relacionados con el sol
- Uso de dos cilindros parabólicos para simular un paraboloide
enlaces externos
- Wikipedia: cocina solar
- Plan de concentración solar parabólica de bricolaje fácil y gratuito
- Cómo aprovechar la energía del sol haciendo un concentrador solar
Referencias
- ^ Solar Cookers International, "Cómo hacer una cocina solar", http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf , consultado el 6 de abril de 2010.
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluación de cocinas solares", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultado el 8 de abril de 2010
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluación de cocinas solares", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultado el 8 de abril de 2010
- ^ Solar Cookers International, "Cómo hacer una cocina solar",http://images3.wikia.nocookie.net/__cb20090108164302/solarcooking/images/5/57/CooKit_plans_detailed.pdf , consultado el 6 de abril de 2010.
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluación de cocinas solares", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultado el 8 de abril de 2010
- ↑ Deutsche Welle, "Cocinar con el poder del sol", http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5205895,00.html , consultado el 3 de abril de 2010.
- ^ The Solar Cooking Archive, "Evaluación de cocinas solares", solarcooking.org/Evaluating-Solar-Cookers.doc, consultado el 8 de abril de 2010
- ^ Wikipedia, "Cocina solar", http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cooker , consultado el 3 de abril de 2010.
- ^ Joshua M. Pearce y David C. Denkenberger, "Simulación numérica de la aplicación directa de concentradores parabólicos compuestos a un destilador solar de cuenca de efecto único", Actas de la Conferencia internacional de 2006 sobre cocción solar y procesamiento de alimentos, p. 118, 2006. http://images.wikia.com/solarcooking/images/c/cd/Granada06_Joshua_pearce.pdf acceso abierto
- ^ David C. Denkenberger y Joshua M. Pearce, "Concentradores parabólicos compuestos para pasteurización del calor solar del agua: simulación numérica", Actas de la Conferencia internacional de 2006 sobre cocción solar y procesamiento de alimentos, p. 108, 2006. Disponible: http://images.wikia.com/solarcooking/images/2/2e/Granada06_david_denkenberger.pdf
- ↑Saltar a:11.0 11.1 Los puntos anteriores provienen de conversaciones por correo electrónico. Espero encontrar gente con experiencia en estas cosas para contribuir a Appropedia. -- Chriswaterguy · charla 00:20, 31 de octubre de 2007 (PDT)
