Termodinamica

2010

2010

Termodinámica: “Horno Solar”
Termodinámica: “Horno Solar”

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Introducción
La energía solar se perfila como la fuente que sustentará a las generaciones futuras, sin embargo actualmente continúa siendo costosa. En el año de  1954, Bell Laboratories diseño la primera celda solar capaz de transformar la luz en electricidadutilizando un semiconductor de silicona.
La energía solar, es renovable, amigable con el medio ambiente y abundante, lamentablemente se distribuye en un área muy amplia por esta razón es necesario concentrarla para que pueda ser utilizable, por este motivo resulta en la actualidad más costosa que los combustibles habituales provenientes del petróleo.
Existen dos maneras de transformar la luz solar enenergía eléctrica: directamente, mediante la conversión fotovoltaica o indirectamente, mediante la conversión termal, la cual convierte la luz primero en calor y luego en energía eléctrica.
La energía solar puede ser utilizada en el entorno doméstico, el agrícola y en el espacial. Los uso de la energía solar en los hogares pueden ser la obtención de agua caliente y calefacción, también se puedeutilizar en pequeños instrumentos como relojes o calculadoras. En el ramo agrícola, se utilizan ya los invernaderos solares, los secaderos agrícolas y las plantas de purificación o desalinización de agua de mar.
En el aspecto ambiental, la generalización en el uso de la energía solar tendría grandes beneficios, ya que disminuiría la utilización de hidrocarburos, y sus dañinos efectos como lo son ladestrucción de la capa de ozono y el calentamiento global.
Hornos solares
Los hornos solares son artefactos que permiten cocinar alimentos usando el sol como fuente de energía. Se dividen en dos familias:
* De concentración. Se basan en concentración de la radiación solar en un punto, típicamente a través de un reflector parabólico. En dicho punto se coloca la olla que cocinará losalimentos. Generan altas temperaturas y permiten freír alimentos o hervir agua. Son particularmente peligrosas al usuario si no se tiene cuidado y si no usas el tipo de protección debe ser necesario.

* Horno o caja. El horno o caja solar es una caja térmicamente aislada, diseñada para capturar la energía solar y mantener caliente su interior. Los materiales generalmente son de baja conducción decalor, lo que reduce el riesgo de quemaduras a los usuarios y evita la posibilidad de incendio tanto de la cocina como en el lugar en el que se utiliza. Además los alimentos no se queman ni se pasan conservando así su sabor y valor nutritivo. Existe la posibilidad de usar materiales ligeros, resistentes, livianos y plegables. Por lo tanto se pueden diseñar hornos solares portátiles, con dimensionesy morfología que permitan que los procesos de guardado, armado, desarmado y traslado se efectúen de forma cómoda, simple y práctica.
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Historia
La primera cocina solar fue inventada en 1767 por Horace de Saussure. Él hizo experimentos con el efecto invernadero y también cocinó con el sol. Solo se sabe que su cocina es de tipo horno, pero no seconoce los detalles del mismo.
La verdadera pionera de las cocinas tipo horno fue la Dra. María Telkes, de origen húngaro. Ella hizo trabajos fundamentales entre 1950 a 1970. Sus trabajos sirvieron de base a decenas de investigadores en todo el mundo.

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Principio de diseño de un horno solar
El funcionamiento de un horno solar (cocina solar tipocaja) se basa principalmente en algunos principios físicos.
* Efecto invernadero:
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...