Proyectoproyecto Estufa Solar

1

ExpoCiencias Campeche 2017

Estufa Solar

Nombre del autor (es): Cen López Joshua Jesús Tun Rodríguez Karen Judith Tun Simá Juliana Jazmín

Área: Divulgación de la Ciencia (DC)

Categoría: Secundaria

Tercer grado. Escuela Secundaria Técnica No. 3 “Julio Macossay Negrín”

Campeche

Nombre del asesor: Cocom Castellanos Jaina Zamahil

6 de noviembre de 2017

2

Índice

Introducción

3

Marco teórico

3

Procedimiento

5

Conclusión

7

Bibliografía

7

Anexos

8

3

Introducción

La humanidad se encuentra ante un serio problema de agotamiento de combustibles fósiles (petróleo) además del impacto negativo que genera en el medio ambiente (contaminación); por lo que es necesario crear proyectos que estén inclinados al consumo sustentable en el país y que se encuentren al alcance de todos los niveles sociales. La importancia de este proyecto radica en que trae muchos beneficios a la sociedad ya que en Calkiní, de acuerdo a datos recabados del INEGI Y CONEVAL en el 2010, un 60.5 % de la población se encuentra en pobreza, la mayoría en comunidades rurales; los cuales no cuentan con servicios básicos como electricidad y para cocinar se sigue usando leña, a pesar de la contaminación que se genera de dióxido de carbono (CO 2), cenizas y hollín que al mismo tiempo, hace que las personas tengan problemas pulmonares por la exposición a la que se encuentran mientras preparan sus alimentos. Ante este problema se planteó: ¿cuál alternativa ecológica existe, en lugar de utilizar leña, para cocinar los alimentos en las familias de Calkiní? Una opción viable son las estufas solares, ya que nos permite usar el Sol como fuente de energía y las condiciones climatológicas que tiene Calkiní resulta favorable para el desarrollo de esta tecnología, otro punto a favor es que se ahorra miles de pesos anuales en la compra de combustibles y además reducimos el calentamiento global. Pero quizás lo más importante es que es un proyecto que responde a las necesidades económicas, sociales y de salud de la comunidad en la que se vive, y se beneficia a más de la mitad de la población. Por consiguiente se planteó: •

•

•

Objetivo general: Diseñar una estufa solar que pueda ser reproducida en las familias de la comunidad. Objetivo específico 1: Investigar sobre el funcionamiento y beneficios de la estufa solar. Objetivo específico 2: Pon Poner er en práctica la estufa solar.

Marco Marco Teórico Teórico

Para iniciar la investigación, es necesario empezar por los principios básicos de energía, mismos que se encuentran en el bloque cuatro de la asignatura de Ciencias II énfasis en física que tiene como título: “ Manifestaciones de la estructura interna de la materia ” • •

Tema 3: La energía y su aprovechamiento. aprovechamient o. Subtema 3.3 : Importancia del aprovechamiento de la energía orientado al consumo sustentable

4

Es en ese curso, en el que entre los aprendizajes esperados se encuentra que se argumente sobre la importancia de desarrollar acciones al consumo sustentable de la energía en el hogar; por lo que la estufa solar está relacionada con algo que se desea lograr al término de la secundaria. La Energía Solar

La energía solar es una energía renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde la Antigüedad, mediante diferentes tecnologías que han ido evolucionando. Hoy en día, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de diversos captadores como células fotovoltaicas, helióstatos helióstatos o colectores térmicos, pudiendo transformarse en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que podrían ayudar a resolver algunos de los problemas más urgentes que afronta la humanidad. Ventajas de la energía solar -

-

Fuente de energía renovable, por lo que se considera inagotable. Contaminación Contaminac ión y medio ambiente Mantenimiento y coste de las instalaciones instalacion es El uso de la radiación solar es gratuito. La energía solar es un excelente recurso para los lugares de difícil acceso o muy lejos de las redes eléctricas instaladas. Por ejemplo, refugios, casas de montaña, etc. En los países tropicales, el rendimiento de la energía solar es todavía mayor debido a la cantidad de radiación solar que reciben anualmente en casi todo el territorio. Estufa Solar

Una estufa solar es capaz de captar la energía del Sol para cocinar los alimentos, entre los beneficios que se presentan son: -

-

-

Cocinar comida sin necesidad de electricidad, ni madera, ni petróleo u otro combustible. Pasteurizar agua para hacerla potable, previniendo muchas enfermedades. Ahorrar árboles y/u otros recursos para la leña. Evitar la contaminación y tener que respirar humo mientras se cocina (enfermedades pulmonares). Utilizar la energía gratuita del sol es una energía renovable. Cocinar comida sin tener que darle mucha atención o ninguna sin que se queme. Tipos de Cocinas Solares S olares

-

Cocinas de Enfoque o Directa: Directa : en la cual el recipiente que contiene los

5

•

•

alimentos. Se coloca en el punto focal de un reflector parabólico. Cocinas de Vapor: donde un colector plano calienta una cantidad pequeña de agua produciendo vapor, el cual por su baja densidad sube hacia el recipiente con alimentos. El vapor transfiere el calor a los alimentos, se condensa y vuelve al colector evaporándose otra vez provocando un ciclo continuo. Cocinas tipo Caja y Horno: que es una cámara aislada con una ventanilla a un lado a través de la cual penetra la radiación solar utilizando reflectores planos.

Factores que influyen en la velocidad de cocción de los alimentos Cocción Rápida Cocción Lenta Hora del día Medio día Amanecer o atardecer Cantidad de Sol Mucho Poco Cantidad de Viento Poco Mucho Grueso de Olla Delgada Gruesa Cantidad de Comida Poca Mucha Cantidad de Agua Poca Mucha Tiempo que tardan en cocer los alimentos 1 a 2 hora 3 a 4 horas Huevos Papas Arroz Lentejas, habas, etc. Fruta Carne Vegetales Pan Pescado Tubérculos Pollo ¿Cómo cocinar?

5 a 8 horas Asados muy grandes Frijoles Estofados

1. Pon la comida en la olla e introdúcela en la bolsa de plástico. Necesitas Neces itas cerrarla lo más herméticamente posible, de ser posible con una liga, si no hay nada con la que puedas cerrar, dobla la bolsa debajo de la olla. Es necesario que exista aire entre la bolsa y la olla, esto nos ayudará a lograr el efecto invernadero. 2. Coloca la estufa solar, en el mejor lugar posible. Deber ser un espacio seco, nivelado y con luz directa. 3. Orienta la estufa al Sol, Sol, no se debe debe mover por 3 o 4 horas. 4. Deja cocinando la comida hasta que esté lista. No es necesario revisarlo continuamente ya que la comida no se quemará. 5. Usa guantes de cocina al quitar la olla, ten precaución para no quemarse.

Procedimiento

Se realizaron dos pruebas, una estufa parabólica y la segunda una tipo

6

caja, esto con la finalidad de elegir la más eficaz y viable para reproducir la mejor. El primer caso tuvo un costo de $183. La pieza fundamental es el plato de una antena parabólica de televisión por satélite, que se consigue en chatarrerías. 1. Debemos forrar el plato con un material reflectante, para que refleje la luz solar y la concentre en el punto focal (donde colocaremos nuestro recipiente de cocina). 2. Con ayuda de un herrero se adaptó un soporte metálico y una pequeña parrilla para la comida. 3. Se presentó en la feria de Ciencias de la Escuela Secundaria #3 de junio del 2017, en dónde se cocinó alimentos probando así su funcionamiento. El segundo tipo, tuvo un precio de $85. La pieza fundamental son dos cajas de diferentes tamaños. 1. Coloca la caja grande bocabajo. Sobre ella coloca la caja pequeña bocarriba centrada. Marca la silueta que hace la caja pequeña sobre la grande y corta, de manera que la pequeña se pueda introducir en la grande. 2. Forra con el papel de aluminio todas las caras exteriores de la caja pequeña y todas las caras interiores de la caja grande, incluidas las tapas y los fondos. 3. Introduce la caja pequeña en el agujero que hicimos en la caja grande, hasta que las pestañas de la caja pequeña topen con la base de la caja grande, en caso de no tener pestañas, pega con cinta adhesiva la pequeña. 4. Corta el sobrante de las tapas de la caja pequeña para que ajusten con las paredes de la caja grande. Pega estas tapas en la caja grande para formar una única pieza o caja 5. Pinta de negro el interior del horno directamente sobre el cartón. La idea es que haya un elemento de color negro que transforme la luz en calor. 6. Coloca la caja del horno al revés y abre la caja grande. Rellena el espacio entre las dos cajas con material aislante. Una vez rellenado todo este espacio, cierra las tapas con cinta adhesiva. Este aislante térmico sirve para que no se disperse el calor que se ha concentrado en el interior del horno. 7. Forma una tapa que ajuste con la entrada del horno, confecciónala confeccióna la con cartón. Marca sobre ella los bordes exteriores e interiores de las paredes del horno. (lo que eran las entradas de la antigua caja grande y pequeña) y dejando a su vez una tapa abatible. 8. Forra la tapa abatible abatible por su cara interna con papel de aluminio en su parte más brillante. La tapa abatible reflectante permite introducir un extra de energía solar en forma de luz en el interior del horno solar. Por su parte el material transparente es el encargado de provocar el efecto invernadero y con ello aumentar la temperatura en el interior del horno. 9. Para mantener la inclinación inclinació n adecuada de la tapa abatible toma un alambre grueso, por ejemplo el de una perchero, y dóblalo por sus extremos, en

7

dirección opuesta. Conclusión

De las formas de estufas solares con las que trabajó, se considera que la mejor opción para reproducir es la de horno, ya que aunque su diseño y elaboración es más complicada y tediosa es en la que menos inversión requiere, por consiguiente, es factible elaborarlas en grandes cantidades y repartirlas a las familias. Tomando en cuenta lo anterior, la transportación a las comunidades, en donde se necesita, es más sencilla, por lo cual en un automóvil normal se pueden acomodar varias estufas solares. De igual forma, el funcionamiento de este tipo de hornos, tiene mayores beneficios, como el efecto invernadero que se genera al concentrarse concentrars e en el interior de la caja, esto ayuda a que los alimentos se cocinen con mayor rapidez y facilidad; además el manejo del diseño por las personas es simple, de tal manera que únicamente se coloca en un lugar libre donde los rayos solares den directamente. El fomento de la energía solar es responsabilidad de todos, por lo que promover el uso de las estufas solares, mediante programas del gobierno y el compromiso para lograr que el proyecto pueda beneficiar a la población rural y de pobreza que existe en Calkiní, y porque no, en otras localidades de Campeche o México.

Bibliografía

https://centralestermoelectricas.word https://centralestermoe lectricas.wordpress.com/centra press.com/centrales-termoelect les-termoelectricas/ventaja ricas/ventajassy-desventajas-2/ https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear  https://energianuclear.net/ventajas_e_inconvenientes_de_la_energia_nuclear.html https://materialesderecursosnoren https://materialesdere cursosnorenovables.wikisp ovables.wikispaces.com/Ventaj aces.com/Ventajas+y+desventa as+y+desventaja ja s+de+la+energ%C3%ADa+nuclear  http://ehidroelectri http://eh idroelectrica-csj.blogspot. ca-csj.blogspot.mx/p/ventaja mx/p/ventajas-desventajas.ht s-desventajas.html ml http://www.enbuenasmanos.com/ventajas-de-la-energia-eolica#ventajas-de-laenergia-eolica https://twenergy.com/energia/energia-eolica https://solar-energia.net/ventajas-desventajas-energia-solar  http://www.gstriatum.com/energiasolar/manual-estufa-solar.pdf  https://cocinasolar.wordpress.com/construy https://cocinasolar.wordp ress.com/construye-una/cocina-sol e-una/cocina-solar-parab ar-parabolica-antenaolica-antenatv/

8

http://www.cie.unam.mx/~ http://www .cie.unam.mx/~arp/solar1.ht arp/solar1.html ml http://www.noticiasmvs.com/#!/noticias/elab http://www.noticiasmvs.com/#!/n oticias/elaboran-prototi oran-prototipo-de-estu po-de-estufa-solarfa-solarpara-comunidades-rurales-en-queretaro-475

 Anex  An exos os

9