ARTÍCULO DE PROTOTIPO SOLAR

ECOIMPACT: PROTOTIPO DE COCINA SOLAR

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA

ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA PROTOTIPO DE COCINA SOLAR CASERA

Autores: Estudiantes

Código ORCID

Rodrigo I. Coral Santillán

https://orcid.org/0000-0003-1351-277X

Oriana V. Guevara Campos

https://orcid.org/0000-0003-0843-3356

Sol Cruzado Sangama

https://orcid.org/0000-0002-5718-7983

Docente Jhonny Montalván Silva

https://orcid.org/0000-0002-8713-1921

Tarapoto, Diciembre 2022

INTRODUCCIÓN Durante los últimos años la arquitectura busca que las personas puedan encontrar el confort que necesitan para satisfacer sus necesidades desde el confort de su hogar, sin embargo no hay mejor manera de poder intervenir que de manera sustentable mediante la creación de prototipos de energía renovable que se pueden integrar a nuestro hogar para poder formar parte de nuestro confort diario de una manera más sustentable y económica.

Teniendo en cuenta el uso de materiales reciclables de fácil acceso que se encuentren a la disponibilidad del usuario para poder mitigar el alto impacto ambiental y económico que otros sistemas pueden generar, como lo hace el prototipo de cocina solar, mediante este proyecto mostramos el proceso de la construcción y elaboración de la cocina solar a base de un paraguas, papel aluminio y espejos que puedan reflejar la luz solar para poder obtener una mayor concentración de calor y hacer que la cocina tenga funcionalidad y sea eficiente, para esto se hicieron pruebas que se verán reflejados en el proyecto a continuación donde seremos a conocer ventajas y desventajas de este prototipo e innovador que se puede elaborar desde la comodidad del hogar.

Palabras clave: Cocina solar, energía renovable, parrilla, cocina, innovación METODOLOGÍA La metodología abordada para esta investigación se basa en la revisión, lectura e indagación bibliográfica para obtener información basada en artículos científicos sobre las cocinas solares, su uso, estructura y la elaboración de esta misma para poder mejorar este sistema a base de nuestra experiencia.

Después de encontrar la información del uso y funcionalidad de las cocinas solares, sus características, importancia, ventajas, desventajas y aportes que este da a los usuarios, empezamos a identificar y experimentar haciendo nuestro prototipo de cocina solar con base de un paraguas, buscando utilizar materiales reciclados, para poder mitigar el impacto ambiental que cocinas dimensionales pueden generar, y a su vez cumpliendo con la función de ser efectiva pero también daremos a conocer sus limitaciones.

Luego de identificar y experimentar obtuvimos resultados óptimos y efectivos de la cocina, así como también pudimos experimentar algunas deficiencias por las cuales tuvimos que hacer algunos cambios y mejoras en el prototipo, en el cual llegamos a la conclusión de que sí es efectiva pero en casos donde se debe emplear una cantidad moderada de ingredientes y también deben ser ingredientes de rápida cocción, además de que se hicieron pruebas cocinando un huevo frito y más empleando la luz solar de la mañana.

MARCO TEÓRICO Una cocina solar es un dispositivo colector solar que utiliza la energía del sol para poder cocinar alimentos mediante la refracción de los rayos solares, aunque las cocinas solares no son una idea novedosa reciente, estos han sufrido varias modificaciones a lo largo de los años. Sin embargo, todavía hay espacio para mejoras con el fin de lograr una mayor eficiencia, menor costo, mayor portabilidad y mayor adaptabilidad a diferentes condiciones ambientales. Se ha encontrado que existen tres tipos principales de cocinas solares y esas son: cocinas solares de caja, cocinas solares concentradas y cocinas solares indirectas (Lentswe, K., Mawire, A., Owusu, P., & Shobo, A. 2021), dentro de estas se sabe que en cuanto a las cocinas solares indirectas, el uso de colectores solares de tubos de calor para calentar agua/aire, desalinización, etc. A nivel doméstico e industrial está en progreso, pero falta con la cocina solar, esto crea un margen para desarrollar diseños de cocinas solares indirectas eficientes, portátiles, modulares, confiables y de bajo costo (Chilbule, P. V., Dhole, L. P., & Yewale, N. M. 2021). Para poder elaborar el prototipo se empleó el tipo de cocina solar parabólica, que entra en la categoría de cocinas solares de concentración, en el cual este proceso consta en Un plato parabólico con un diseño mejorado y soportado sobre una estructura resistente que permite la máxima absorción de la radiación solar sin necesidad de ningún operador humano (Singh, O. K. 2021), para esto se empleó un paraguas como base para que la cocina solar tome forma parabólica para luego forrarlo con papel aluminio para hacerlo funcional obteniendo el reflejo de los rayos solares, logrando que este se concentre en la parrilla y así este pueda calentar, mediante varias pruebas pudimos analizar que el tiempo de cocción se redujo considerablemente cuando se hicieron las modificaciones adecuadas a la forma del recipiente de cocción (Kumaresan, G., Vigneswaran, V. S., Esakkimuthu, S., & Velraj, R. 2016), así que en el proceso se hicieron muchas modificaciones en el diseño de la estructura de la cocina tales como: ●

ESTRUCTURA DEL PARAGUAS

Primero se tuvo que modificar la estructura para hacer que la luz solar refleje o rebote sobre la parrilla para que este tenga una mayor concentración de calor, así que se forró el paraguas con papel aluminio al inicio para hacer que el sol refleje, y se logró el objetivo, sin embargo el tiempo de cocción era mucho más prolongado, razón por la cual se tuvo que volver a modificar el prototipo.

FIGURA 1: Fuente propia, base de paraguas forrado con papel aluminio. ●

MEJORAR LA REFLECCIÓN QUE GENERA EL PAPEL ALUMINIO

Sobre el papel aluminio se tuvo que pegar espejos que potenciaban los rayos solares, logrando así que se optimizara el tiempo de cocción, además de que el colector solar parabólico está diseñado para ser tanto orientable como totalmente desmontable (Arenas, J. M. 2007), asimismo esto ayuda a que sea más práctico y transportable, sin embargo volviendo a los espejos, se complementa con el papel aluminio para poder hacer que los rayos solares se reflejen y así generar mayor concentración de calor, sumando que los espejos suman peso a la base, haciendo que este sea más estable en situaciones donde hay ciertas corrientes de aire.

FIGURA 2: Fuente propia, relleno sobre el papel aluminio con espejos. ●

PARRILLA

Para poder cocinar en la base del paraguas se incrementó una parrilla de metal pequeña cerca al bastón del paraguas, por el cual primero se tuvo que cortar cierta parte del bastón del paraguas (con amoladora y con ayuda) para luego soldar la parrilla cerca a lo que sobró del bastón para que este se pueda sostener.

FIGURA 3: Fuente propia, parrilla sobre la base de paraguas. ●

TIEMPO DE COCCIÓN

Antes de hacer cambios se tuvo que analizar el tiempo de cocción desde que se empezó el prototipo, sin embargo durante la primera prueba que se realizó con un huevo y aceite, sin embargo hubo deficiencia cuando solo se empleaba el papel aluminio, el huevo se secaba

debido a que se freia con el calor del ambiente, mas no con el calor que se reflejaba como lo hace con los espejos, sin embargo se vieron muchos cambios a favor gracias a las mejoras y cambios que se hicieron durante todo el proceso de elaboración que duró 3 meses aproximadamente desde la investigación hasta poder terminar la última prueba pero ya no solo con un huevo, sino con un salteado de verduras.

FIGURA 4: Fuente propia, última prueba con verduras.

CONCLUSIÓN Después de todas estas pruebas y anotar la data obtenida de todo el análisis podemos concluir que al principio la ubicación de la parrilla no era la correcta porque no se calentaba uniformemente, a su vez freímos el huevo vertiéndose al mismo tiempo que el aceite sin esperar que este último se calentese y llegue a hervir la posición del paraguas respecto al sol era más importante de lo que pensábamos y necesitamos ubicarlo donde refleje el sol

exactamente, como también se pudo observar que los espejos reflejan mucho más que el mismo papel aluminio, el mismo que al comienzo no dejaba que el sartén llegase a calentar bien dentro de todo este proceso.

Crear el prototipo tiene un muy bajo costo y es de fácil ensamble, para poder hacer el uso correcto del prototipo se necesita seguir ciertos pasos que son de suma importancia como por ejemplo tener consideración acerca de la inclinación del paraguas, la ubicación de la parrilla en él y la ubicación del sol.

Este prototipo podría ser muy bien utilizado en lugares remotos o también en lugares alejados de la civilización, al hacer una de las pruebas del funcionamiento de la cocina nos dimos cuenta que se debe emplear la cocina solar a partir de las 11am hasta la 1pm ya que en esas horas la luz solar es mucho mayor y permite que la cocina se pueda calentar mejor, así mismo nos dimos cuenta que es peligroso permanecer cerca a la cocina solar debido a la alta concentración de calor y radiación que este refleja.

El prototipo es funcional, sin embargo se debe considerar y tener en cuenta unos minutos de consideración para que este pueda calentar y concentrar el calor necesario para poder cocinar y también se debe tener en cuenta el tipo de alimento y la cantidad que se va a preparar en la cocina ya que tiene una baja capacidad en cuanto a cantidad y requiere de complementos de rápida cocción.

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