domingo, 14 de noviembre de 2010

Principio de diseño de un horno solar
El funcionamiento de un horno solar (cocina solar tipo caja) se basa principalmente en algunos principios físicos.

Este efecto permite aumentar el calor dentro del horno. 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 principalmente por los metales se convierte en energía calorífica, la cual tiene una mayor longitud de onda. 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.
Almacenaje de calor
Cuando la densidad y el peso de los materiales dentro del armazón aislado de la cocina solar aumentan, la capacidad de la caja de mantener el calor se incrementa. Si introducimos en el horno metales, cazuelas pesadas, agua o comida dura que tarda mucho tiempo en calentarse, 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, seguirán irradiando ese calor dentro de la caja, manteniéndola caliente durante un largo período aunque el día se acabe.
Funcionamiento  la cocina solar, es una cocina que cocina utilizando la energía solar, que posee un reflector con distintos planos que permite reflejar la energía solar sobre la olla o fuente que vamos utilizar; la olla o recipiente estará dentro de una bolsa de polipropileno que permitirá que la olla no se enfríe por acción del viento.
Construcción:
A continuación se describirá todo lo necesario para lograr armar la cocina solar, que consta de dos partes: el reflector y el soporte.
Reflector:
La cocina solar se construye con cartón prensado de 3mm de espesor. Se toma el cartón de 1,20m * 1,30, se marcan las medidas y se corta por el borde dejando la parte central unida.
Se deberán colocar bisagras para poder girar cada parte plana respecto de las demás.
Una vez cortada, se le pega por una de sus superficies papel aluminio, o papel de envolver regalos. Como pagamento se puede utilizar cemento de contacto o cola sintética.
Se debe calar por los lugares en que se indican. Hay dos perforaciones circulares por donde se coloca el soporte con la parrilla y dos perforaciones en forma de surco por donde se debe ingresar las aletas de la otra parte de la cocina. Luego, se marca por las marcas para poder doblarla.
Soporte:
Para el soporte se utilizan materiales fácilmente obtenibles en el mercado: listón de madera de álamo de 2” * 1”, caño de instalación de electricidad de 5/8” de diámetro, hierro dulce de 6mm de espesor, 2 ruedas de máquina de cortar pasto, abrazaderas, tornillos y alambre.
Se cortan dos listones de madera y el caño de electricidad. Donde exista una unión del listón con el caño se debe hacer una perforación de 5/8” para que ingrese el caño dentro del listón y perforar con un taladro un agujero de 3mm de diámetro. Luego se coloca un alambre que ata el conjunto listón-caño.
Las abrazaderas se colocan para sostener el caño que forma la parrilla donde apoyara la olla, se deben colocar con tornillos y además se le coloca un tornillo adicional para evitar que toda la parrilla gire.
El hierro dulce que forma la parrilla, debe ir colocado formando dos “u” que encajan dentro de los caños de electricidad y luego se le da un punto de soldadura para rigidizar bien el conjunto.
Recomendaciones
  1. Evita ensuciar o dejar huellas en la parte interior del embudo. Debes mantener la cara interior limpia y brillante limpiándola con una toalla húmeda. Esto hará que la cocina funcione perfectamente bien.
  2. Si tu embudo se abre, puedes recomponerlo atando una cuerda o algo así entre los lados que deben ser encerrados de nuevo.
  3. Para utilizaciones de larga duración, puedes hacer un agujero en el suelo para clavar tu embudo y así fijarlo contra el viento. Cubre tu embudo o éntralo en casa para evitar que se moje cuando llueva.
  4. El bote puede colgarse cerca del fondo del embudo con hilo de pescar (etc.), en vez de poner un bloque de madera debajo. Se pone una bolsa de plástico llena de aire envolviendo el tarro, para mantener el aire caliente. Éste método permite a la luz solar pegar por todas las partes del tarro (o bote), lo que hace que se caliente antes. Éste método es ideal para utilizarlo en meses de invierno.
Seguridad
  • El bote de cocción se calienta mucho, si no la comida no se cocería. Deja enfriar el bote antes de abrirlo. Cógelo sólo con guantes o tenazas.
  • Lleva siempre gafas de sol para protegerte de los rayos del sol. Sabemos que por naturaleza los cerramos pero las gafas son importantes
  • Mantén la bolsa de plástico alejada de los niños y alejada de la nariz o la boca para evitar la
  • posibilidad de asfixia. 

Marco Teorico

En esta etapa nos parece pertinente el desarrollo de ciertos conceptos e información básica que ayudaran a entender y justificar el proyecto.

Energía: capacidad de un cuerpo o sistemas de cuerpos de producir un trabajo.

Energía solar: es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el sol.
Clasificación por tecnologías y su correspondiente uso más general:
  • Energía solar activa: para uso de baja temperatura (entre 35 °C y 60 °C, se utiliza en casas), de media temperatura, alcanza los 300 °C, y de alta temperatura, llega a alcanzar los 2000 °C. Esta última, se consigue al incidir los rayos solares en espejos, que van dirigidos a un reflector, que lleva a los rayos a un punto concreto. También puede ser por Centrales de Torre y por Espejos Parabólicos.
  • Energía solar pasiva: Aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecánicos.
  • Energía solar térmica: Es usada para producir agua caliente de baja temperatura para uso sanitario y calefacción.
  • Energía solar fotovoltaica: Es usada para producir electricidad mediante placas de semiconductores que se alteran con la radiación solar.
  • Energía solar termoeléctrica: Es usada para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional a partir de un fluido calentado a alta temperatura (aceite térmico)
  • Energía solar híbrida: Combina la energía solar con otra energía. Según la energía con la que se combine es una hibridación:
  • Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol, que sube por una chimenea donde están los generadores.


Medio ambiente: conjunto de elementos abióticos (energía solar, suelo, agua y aire) y bióticos (organismos vivos) que integran la delgada capa de la Tierra llamada biosfera, sustento y hogar de los seres vivos.
Contaminación: es cualquier sustancia, acción o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio en un ecosistema, en el medio físico o en un ser vivo. Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio ambiente, y por tanto, se genera como consecuencia de la actividad humana.
Reciclaje: es un proceso que consiste en someter a una materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto. También se podría definir como la obtención de materias primas a partir de desechos, introduciéndolos de nuevo en el ciclo de vida y se produce ante la perspectiva del agotamiento de recursos naturales y para eliminar de forma eficaz los desechos.


Propiedades de los materiales utilizados en la fabricación del producto:
Cartón prensado:
Resistente a las radiaciones.
• Resistente a los insectos, a los moldes y a los hongos.
• No gotea ni derrite cuando está calentado.
• No es tóxico
•cuenta con una barrera del calor
• Aislamiento eléctrico

Papel aluminio: son hojas delgadas de aluminio. Debido a sus medidas es sumamente flexible y puede ser doblada o cubrir objetos con mucha facilidad (maleabilidad). Sin embargo, este producto es frágil y fácilmente se daña, siendo comúnmente laminado en combinación con otros materiales como plástico o papel para hacerlo más útil.
Es un conductor de electricidad y se utiliza también como papel de embalaje para envolver alimentos.
Como resultado del proceso de elaboración, el papel de aluminio suele presentar una de sus caras más brillante que la otra, siendo ésta última de aspecto más mate. Esta diferencia hace que conduzca el calor en una determinada dirección, de forma que la cara mate empuje el calor hacia la cara más brillante. 
En el momento de cocinar, si pones productos como verduras o patatas en contacto con la cara brillante, se amplifica el calor del horno sobre la comida, haciendo disminuir el tiempo de cocción de los alimentos. En cambio, si la idea es emplearlo como soporte, se infundirá más calor sobre la base si se coloca la cara brillante hacia afuera y la mate hacia dentro.
Madera: es un material natural que se obtiene de los árboles, y posee propiedades características que la hacen apta para su uso en la construcción y en la fabricación de objetos diversos.
Entre las propiedades de la madera existen ventajas como la facilidad de labrado, la baja densidad, su resistencia mecánica, sus propiedades térmicas y acústicas, y su belleza.
Además se caracteriza por:
  • Ser resistente
  • Flexibilidad: la madera acepta ser curvada o doblada mediante calor, humedad, o presión.
  • Dureza
  • Conductividad térmica: se comporta como un aislante térmico
Los inconvenientes son la alta combustibilidad, y su putrefacción.
Vidrio: presenta una resistencia muy buena ante el ataque de la mayoría de los agentes químicos. La única desventaja considerable del vidrio e que se rompe con facilidad. Otra de las cosas que podemos considerar dentro de las propiedades es la transmisión de calor a través de este:
1) por ser solido transmite el calor por conducción; y
 2) por ser transparente transmite el calor por la radiación.

Transformaciones de energías en nuestro producto
Ingresa la energía solar y lumínica captada por el colector (vidrio) calentando la superficie donde se encuentran los alimentos que deseamos cocer o calentar; es este el momento donde se produce la transformación de energía radiante y lumínica en energía calórica. 

Objetivos



*      Objetivos generales

Nuestros objetivos generales se basan en generar un producto sustentable de manera económica  y ecológica que responda a necesidades cotidianas.

  • Objetivos Específicos:
Nuestros objetivos específicos son la utilización de energías alternativas y utilización de material reciclado.

Introduccion

Los alumnos de 6to año 1ra división: Gordillo María, Perez Macarena y Zeballos Robledos Mario desarrollarán un proyecto tecnológico “cocina solar”, solicitado por la institución escolar E.P.E.T n° 1 de Jáchal, específicamente en la materia Proyecto Tecnológico, dictado por la profesora Iris Gómez. Además, utilizaremos diferentes conocimientos aprendidos a lo largo de nuestra trayectoria escolar, como ser: Dibujo técnico, Tecnología, Tecnología de los materiales, Carpintería,   Metalmecánica, administración de redes locales, Informática, Tecnología de control, entre otros.

La energía en todas sus formas (energéticos fósiles, solar, eólica, hidráulica, geotérmica, atómica, humana, entre otras) y sus medios de aprovechamiento y buen uso establecen el avance tecnológico e industrial, la productividad y, en última instancia, determinan los asentamientos humanos. De ahí, el vital interés de contar con fuentes de energía a lo largo de la historia de la humanidad. En dicha búsqueda surgen como primeras fuentes energéticas: el sol, el viento y el agua.
Debido a que las necesidades de la humanidad van creciendo día a día pero a la vez se enfrenta con un grave problema, como son, el agotamiento de las fuentes de energía no renovables, el proyecto fue pensado tomando en cuenta posibles productos que cuiden el medio ambiente, utilizando algunos materiales reciclables y energías alternativas, con bajo impacto ambiental.
Por otra parte, la tierra manifiesta consecuencias del uso irresponsable de combustibles fósiles  que amenazan en convertirse en un desastre ecológico; ante esta realidad, se busca trabajar con fuentes de energía renovables y no contaminantes, como en este caso en particular, por ejemplo: el sol.
Este proyecto se basará en la producción de un producto, destinado a participar de las actividades domesticas, específicamente en el sector de cocina, considerando que este producto está dirigido a diferentes sectores sociales y de bajos recursos, que por su condición económica tienen difícil acceso a las fuentes tradicionales de energías debido a los altos costos relativos; a poblaciones rurales, pescadores, etc.
Esta es una manera de buscar formas alternativas a la quema de madera la cual induce a la deforestación de nuestros montes; además de aportar a la concientización ecológica en la población general de edad escolar.
El producto podrá ser utilizado en todo hogar y a la vez  ayudara a dejar de consumir o consumir menor cantidad de gas  y/o electricidad (energías convencionales y limitadas) aprovechando una fuente de energía que se presenta alrededor de 300 días al año.
Tal actividad será la cocción de alimentos naturales, utilizando la energía solar, la cual es considerada como una energía limpia, gratuita e inagotable (utilizando esta  por ser una fuente inagotable, proveniente del sol). Además puede suplir a las energías o fuentes energéticas actuales ya sea por su menor efecto contaminante y por su posibilidad de renovación.
Con respecto a nuestro proyecto podemos mencionar que unos de sus beneficios son: su gran rentabilidad económica a medio y largo plazo, facilidad de uso, no contaminan, son muy ecológicas, no necesitan electricidad, ni combustible, fomenta el uso de energías renovables, se economiza en cuanto a dinero utilizado en la cocción de alimentos, la tecnología y conocimientos necesarios de fabricación es muy accesible, existe alta disponibilidad de los materiales de fabricación, estos materiales son económicos, sintéticos e impermeables, presenta un alto grado de limpieza, es una buena solución en lugares donde el clima permite su uso cotidiano, y es un beneficio en países y sitios donde los recursos energéticos para cocinar son escasos o de costos demasiado altos. Con este producto se espera facilitar el trabajo de las amas de casa, ya que no es necesario estar pendiente de la cocción de los alimentos permanente, esto les permitiría realizar otras actividades. Otro  beneficio  es que la comida no se quema ni se pega.
 Sin embargo existen algunos aspectos que limitan nuestro proyecto como lo son el clima y las estaciones (debido a la dependencia del producto a los niveles de radiación solar), se requiere más tiempo para cocinar (generalmente más de 1 hora), depende de las condiciones del tiempo para poder cocinar,  no es posible en invierno con días nublados o con lluvia, se requiere una temperatura elevada, y solo se puede ocupar de día.