cocina solar

Varios ingenieros y aficionados al bricolaje han diseñado cientos de tipos diferentes de cocinas solares, desde diseños sencillos como el horno solar de boliche hasta otros más complejos como la cocina solar de cesta parabólica y la cocina solar de lata . Esta amplia variedad de opciones dificulta la estandarización y evaluación de las cocinas solares. Sin embargo, para que un diseño tenga éxito, se deben cumplir ciertos factores críticos, como los que se enumeran a continuación: Costo: debe ser lo suficientemente económico como para que su implementación sea viable en zonas rurales.

• Conveniencia: se puede construir con materiales locales fácilmente disponibles en un corto período de tiempo, además de ser liviano.SOL
• Seguridad - El área calentada debe estar bien protegida y no deben sobresalir partes.
• Eficiencia: ¿Cuánto tiempo tardará en cocinarse la comida?
• Resistencia al viento: debe ser lo suficientemente resistente para no verse afectado por vientos ligeros a moderados.
• Capacidad de calentamiento: capacidad de calentamiento suficiente en función de su uso ( pasteurización de agua vs. cocción de alimentos ).
• Durabilidad: las reparaciones deben ser poco frecuentes y fáciles de realizar.
• Sencillez de instrucciones.

Los requisitos para cocinar con energía solar son muy sencillos. Debe poder colocar la cocina solar en un lugar soleado durante varias horas y protegido de vientos fuertes. Obviamente, las cocinas solares no funcionan de noche ni en días muy nublados. La luz solar se absorbe en superficies oscuras que se calientan. Los alimentos se cocinan mejor en ollas metálicas oscuras, poco profundas y delgadas, con tapas oscuras y bien ajustadas para retener el calor y la humedad. Para retener el calor generado cuando la olla 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 complejo como varias capas de vidrio al vacío. Un método para acelerar el proceso de cocción es usar reflectores para aumentar la concentración de luz solar en el colector.

Necesidad de desarrollo

En los países en desarrollo, la cocina se realiza tradicionalmente en fogatas con biomasa como leña, carbón vegetal y queroseno. Este proceso conduce inevitablemente a una deforestación excesiva en estas regiones rurales, además de aumentar considerablemente las emisiones de CO₂ _. Las personas en estas regiones en desarrollo también padecen infecciones respiratorias debido a la inhalación de humo.

Alrededor de 5 millones de niños en el mundo en desarrollo mueren cada año por enfermedades respiratorias y se estima que otros 5 millones mueren por enfermedades asociadas con el agua potable contaminada. ^{[ 2 ]} Se puede esperar que estas cifras se reduzcan parcialmente utilizando tecnología de cocina solar.

Las cocinas solares funcionan según el principio básico de la conversión de la luz solar en energía térmica, que se retiene y se utiliza para cocinar al aire libre. Su impacto es mayor en las regiones soleadas con escasez de combustible. Una estimación optimista indica que la cocina solar podría reducir el uso de leña en un 36 %, lo que equivale a aproximadamente 246 millones de toneladas métricas de madera al año, lo que se traduce en una compensación neta de gases de efecto invernadero de casi 140 millones de toneladas métricas al año. ^{[ 3 ]}

La figura 1 muestra qué procesos ocurren en una distribución de temperatura de 135 grados Celsius.

Consideraciones regionales

Se utilizan aproximadamente 600.000 cocinas solares en los Andes, el Tíbet, Nepal, Mongolia y partes de China, y se estima que hay 1,5 millones en todo el mundo, aunque esta cifra es preliminar y aún está por confirmar su exactitud. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Sin embargo, la mayor historia de éxito reciente ha sido en las aldeas de la India.

La cocina solar puede ser adecuada para una región si:

• Días mayoritariamente soleados durante varios meses del año.
• Espacio al aire libre disponible que permanece iluminado por el sol durante varias horas y protegido de los fuertes vientos.
• Los combustibles para cocinar locales son caros o difíciles de conseguir.

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 que los climas más soleados se benefician más de las tecnologías de cocina solar, las zonas con menos viento podrán utilizar las cocinas solares de forma mucho más eficiente. En zonas con más viento, puede ser más adecuado introducir cocinas solares más pesadas; sin embargo, esto podría resultar en mayores costos y tiempos de cocción más largos si se construyen bases más gruesas, ya que se requeriría materia prima adicional. Otra opción rudimentaria, pero más económica, sería colocar piedras o ladrillos grandes alrededor de la cocina para ayudar a estabilizarla con el viento.

Cómo hacer una cocina solar

Una cocina solar es un dispositivo que utiliza la energía del sol para cocinar. Es una alternativa sencilla, ecológica y económica a una estufa o un horno tradicionales. Aquí tienes una guía para hacer una cocina solar:

1. Reúne los materiales: Necesitarás algunos materiales básicos para construir tu cocina solar. Estos incluyen cartón, papel aluminio, pegamento, tijeras, una olla negra y una lámina de plástico transparente.
2. Recorta el cartón: Corta cuatro trozos de cartón en forma de paralelogramo. Los lados deben medir aproximadamente 30 cm de largo y las partes superior e inferior deben medir aproximadamente 15 cm de largo.
3. Arma la cocina: Pega las piezas de cartón para formar una caja, con el papel aluminio en el interior. Asegúrate de que el papel aluminio esté liso y sin arrugas, ya que esto ayudará a reflejar los rayos del sol.
4. Cubre la parte superior con plástico: Corta un trozo de plástico transparente ligeramente más grande que la parte superior de la caja. Pégalo, asegurándote de que quede tenso y sin arrugas.
5. Coloque la olla en la olla: Coloque la olla negra en el centro de la olla. Debe estar completamente dentro de la olla, con la tapa puesta.
6. Cocina tus alimentos: Coloca los alimentos en la olla y cierra la tapa. Coloca la olla bajo la luz solar directa, asegurándote de orientarla hacia el sol a medida que se desplaza por el cielo. Los rayos del sol se reflejarán en el papel aluminio y se concentrarán en la olla, cocinando los alimentos en su interior.
7. Ajuste la cocina según sea necesario: Si el sol está demasiado bajo o está nublado, puede que tenga que ajustar la cocina para asegurar que reciba suficiente luz solar. Puede hacerlo inclinándola 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 donde se ha sacrificado la precisión y la eficiencia en aras de la facilidad de construcción y el uso de materiales de fácil acceso. Se utilizan geometrías inexactas que permiten alcanzar temperaturas de ebullición 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 una amplia gama de diseños de cocinas solares, cada una con sus propios costos, beneficios y condiciones óptimas. Algunos ejemplos...

• 
  Cocina con panel solar: Simplemente una caja recortada con lámina pegada a los lados. Proyecto de ejemplo: Matemático mecánico para paraboloides.
• 
  Cocina solar de caja: Un panel de vidrio crea un efecto invernadero. Ejemplo de proyecto: Proyecto de investigación sobre cocinas solares de caja.
• 
  Cocina solar de cesta: Una cocina solar de caja culturalmente apropiada. Ejemplo de proyecto: Cocina solar parabólica de cesta de sauce.
• 
  Cocina solar satelital: Su forma parabólica concentra la luz solar en un único punto. Ejemplo de proyecto: Cocina solar con forma de silla Papasan.
• 
  Cocina solar parabólica: Armado por niños mediante fórmulas matemáticas. Ejemplo de proyecto: Cómo hacer un horno solar para niños (Locally Delicious)
• 
  Cocina solar tipo paraguas: Las sombrillas suelen ser cónicas, pero pueden acercarse mucho a una parábola. Proyecto de ejemplo: Cómo hacer una cocina solar "Sunbrella".
• 
  Cocina solar de neumáticos: un sándwich de neumáticos negros reciclados para un gran aislamiento y ahorro

Cocina solar de caja

Del proyecto de investigación de cocinas solares

Aunque se han inventado cientos de diseños innovadores de cocinas solares, la cocina solar tipo caja es la que recibe la mayor consideración debido a su uso generalizado a nivel mundial, particularmente en el mundo en desarrollo.

Una cocina solar de caja es básicamente una caja grande con una tapa de vidrio que funciona como un horno. Sin embargo, las pérdidas de calor en una superficie mayor compensan parcialmente la ganancia adicional al tener una mayor superficie de recolección de calor. Para compensar esto, se suele utilizar una cubierta de vidrio y reflectores para aumentar el área aparente del colector. Estos reflectores pueden estar hechos de diversos materiales y su propósito principal es reflejar la luz solar a través del vidrio hacia el espacio de cocción dentro de la caja.

La cocina de caja consiste en un tipo de recinto que atrapa el calor, generalmente una caja de material aislante con una cara cubierta con un material transparente, como vidrio o plástico. Esto permite que la cocina aproveche el efecto invernadero y la radiación solar incidente para cocinar los alimentos dentro de la caja. El material aislante permite que las temperaturas de cocción alcancen niveles similares tanto en días fríos y ventosos como en días calurosos, además de tener la ventaja adicional de bloquear cualquier fuga que pudiera filtrarse y dañar la cocina. Se recomienda usar una olla oscura, ya que absorbe la mayor cantidad de calor y permite alcanzar 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 de ese individuo.

Cocina solar parabólica

De cocina solar parabólica

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 griegos, aztecas, incas, romanos y chinos. Los incas usaban bronce y oro para sus espejos y construían estructuras de varios pisos. Esta tecnología parece haber surgido casi al mismo tiempo en todas las civilizaciones.

Existen numerosos diseños y modelos de cocinas solares parabólicas. Algunas se fabrican con materiales de desecho locales, mientras que otras se fabrican con materiales altamente mecanizados, duraderos pero más costosos. Aquí encontrará enlaces y fotos de varios diseños de cocinas solares parabólicas.

Embudo solar

Del embudo solar

Un 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, ubicada en el otro extremo del embudo. Esto difiere de los diseños donde la olla se ubica 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

De concentradores parabólicos compuestos

Los concentradores parabólicos compuestos (CPC) son una clase de concentradores que consisten en secciones parabólicas rotadas cuyo factor de concentración para receptores planares es el límite termodinámico: 1/sen(θa), donde θa es la mitad del ángulo dentro del cual los reflectores dirigen toda la luz incidente sobre la apertura hacia el receptor. Los concentradores parabólicos compuestos (CPC) pueden complementarse con destiladores de agua solares, pasteurizadores de agua solares y cocinas solares. Los CPC pueden aumentar la potencia de estos dispositivos, así como su eficiencia, al concentrar la luz solar para aumentar su eficacia.

Recientemente, investigaciones han demostrado que al incorporar concentradores parabólicos compuestos (CPC) para aumentar la recolección de luz de un alambique solar ^{[ 9 ]} y un pasteurizador de agua solar, ^{[ 10 ]} se puede mejorar la eficiencia y el rendimiento.

Cocina integrada

De cocina integrada

La cocina integrada combina el uso de:

1. Un modelo de cocina solar apropiado siempre que brille el sol;
2. Una olla de calor retenido (una canasta de heno o una olla sin fuego) para extender el tiempo de cocción y mantener la comida caliente durante 3 a 4 horas después de la cocción; y
3. Una estufa mejorada (es decir, una estufa eficiente) para usar cuando no hay suficiente luz solar.

Usos alternativos

Además de cocinar, estos dispositivos pueden utilizarse para otros fines. Algunos ejemplos son

1. Pasteurización del agua
2. Para desinfectar suministros médicos secos
3. Para desinfectar los utensilios

Análisis de eficiencia

Del análisis de eficiencia de una cocina solar

A continuación se presenta un análisis de la 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 las 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, como resultado, más seguras. ^{[ 11 ]}
• Más barato que cocinar con leña o carbón.
• Reducción de emisiones de CO2 _y metano.
• Las cocinas solares se pueden construir fácilmente en cuestión de horas después de una capacitación muy básica.
• Las cocinas solares son generalmente ligeras.

Salud

De la cocina solar y la salud

La buena noticia es que es posible respirar aire fresco mientras se cocina con una cocina solar. Cocinar con energía solar no produce humo.

Anteriormente, la principal razón para adoptar la cocina solar era reducir la degradación ambiental causada por el uso excesivo de leña. Recientemente, las enfermedades respiratorias causadas por el humo tóxico de las cocinas se han reconocido como un grave problema de salud. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), matan a 1,5 millones de mujeres y niños cada año. Las cocinas solares también abordan estas importantes amenazas para la salud.

La tecnología de cocina solar existe desde hace décadas, pero ha sido poco comprendida y poco difundida. A continuación, se presentan algunas ideas sobre la cocina solar, sus posibilidades y limitaciones.

Desventajas

• Cocinar una comida puede llevar mucho tiempo.
• No siempre hace sol.
• La cocina solar sólo puede realizarse cuando el sol es lo suficientemente fuerte durante el mediodía, aunque es posible que se necesiten alimentos calientes mucho antes.
• Cocinar debe hacerse al aire libre, lo que puede suponer amenazas adicionales en los países en desarrollo.
• No funcionará bien en zonas ventosas.
• Puede ser inconsistente y producir alimentos incomestibles.
• 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 clima no es propicio para cocinar y el esposo regresa a casa y no encuentra la comida lista, puede volverse violento con su esposa. (Esto plantea otros problemas, pero uno inmediato es no agravar la situación de la víctima con una cocina poco fiable). ^{[ Verificación requerida ]} Esta falla en la cocción de la comida podría tener una solución tecnológica: la cocina integrada (véase Wikia:Solarcooking:Integrated cooking method ).

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Organizaciones relacionadas

Varias organizaciones no gubernamentales (ONG) y organizaciones privadas se han comprometido a promover los beneficios de la cocina solar en zonas rurales en desarrollo, desde la creación de diseños caseros hasta la organización de campamentos de capacitación para educar a los aldeanos sobre cómo construir y cocinar con estos dispositivos. Varias de estas organizaciones ya han publicado diseños de cocinas exitosos en línea, y otras se encuentran en diversas etapas de diseño. Algunos de estos grupos se enumeran a continuación:

1. Red Mundial de Cocinas Solares. http://solarcooking.wikia.com
2. Cocinas Solares Internacionales. http://www.solarcookers.org/
3. Sociedad de Cocina Solar Kyoto Twist. http://web.archive.org/web/20200928080713/http://kyototwist.org/
4. Sistemas de energía solar Gadhia Pvt. Ltd. http://solarcooking.wikia.com/wiki/Gadhia_Solar_Energy_Systems
5. Energía Solar Internacional. http://www.solarenergy.org/
6. Centro de Tecnología Rural. http://web.archive.org/web/20050207224602/http://www.panasia.org.sg:80/nepalnet/crt/crthome.htm
7. El Proyecto de Energía Solar de Centroamérica. http://solaroven.org/
8. HORNOS SOLARES International, Inc. http://www.sunoven.com
9. Iniciativa Lazola. http://www.lazola.de

Cocinas Solares Internacionales

La autoridad suprema en cocina solar es Solar Cookers International (SCI). Difunden el conocimiento y las técnicas de cocina solar en todo el mundo, especialmente en zonas con abundante sol y escasez 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 recolectar leña y transportarla kilómetros.

La Red Mundial de Cocinas Solares es una alianza de más de 500 organizaciones no gubernamentales (ONG), fabricantes y particulares que promueven activamente la cocina solar en más de 100 países. Este sitio web 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 de bajo consumo y cocinas con retención de calor.

Véase también

• Cocinas solares y estufas eficientes ayudan a 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 canales parabólicos para simular un paraboloide

Enlaces externos

• Wikipedia:Cocina solar
• Plan de concentrador solar parabólico fácil y gratuito para armar uno mismo
• Cómo aprovechar la energía del sol fabricando un concentrador solar
• https://twitter.com/JohnPaulGarland/status/1777739907651231812

Referencias