COCINAS SOLARES DE TIPO CAJA

COCINAS SOLARES DE TIPO CAJA

V. PASSAMAI, C. ROBERT DE MASSY y F. TILCA

INENCO, Facultad de Ciencias Exactas, U.N. de Salta

Calle B. Aires 177 - 4400 Salta

Fax: 087-255489 - E-mail: passamai@ciunsa.edu.ar

RESUMEN: Se realiza un estudio bibliogrfico y puesta al da de los desarrollos realizados sobre cocinas solares de tipo caja. Se propone una definicin de efecto trmico, comparndose el funcionamiento de dos cocinas solares con el de un horno de cocina a gas convencional. Se presentan planos de construccin y sugerencias para el uso en la coccin de distintos alimentos.

1. INTRODUCCIN

Segn Meinel y Meinel (1997) los primeros experimentos relacionados con hornos solares de tipo caja (ms brevemente, "cocinas solares de caja") para preparacin de alimentos fueron descriptos por Nicholas de Saussure, hace ms de doscientos aos, alrededor de 1770. De Saussurre dise una cocina que consista en paneles espaciados de vidrio que se colocaban sobre una superficie ennegrecida que iba encerrada mediante una caja aislada. La luz solar entraba en la caja a travs del vidrio y era absorbida por la superficie negra. La mxima temperatura lograda fue de 88C y, curiosamente, la cita dice: "cuando se agreg un recubrimiento negro a la superficie de vidrio, se pudo alcanzar una temperatura mxima de 160C".

En 1837, el astrnomo ingls John Herschel, hijo del famoso astrnomo Sir William Herschel, construy un sencillo dispositivo para su uso prctico durante una expedicin que realiz al Cabo de Buena Esperanza. Consista tambin en una caja negra que era enterrada en la arena, para aislarla trmicamente, y tena una cubierta con doble capa de vidrio para permitir la entrada de la luz solar y evitar el escape de calor. Herschel registr una temperatura de 116C y su horno era empleado para la preparacin de comidas en base a carne y vegetales durante la expedicin.

Tabin C. G. Abbot, otro astrnomo nacido en 1873, us una cocina solar que colocaba en la pendiente sur del Monte Wilson, donde tena su observatorio, y le sirvi durante muchos aos para preparar sus alimentos.

El uso de concentradores para captar la energa solar, por su parte, se remonta a por lo menos un par de siglos antes de Cristo, cuando Arqumedes habra repelido el ataque romano a Siracusa. Sin embargo, el uso de tecnologa para cocinas solares se ha desarrollado rpidamente solo en la pasada dcada (Xiping et al., 1994).

2. REVISIN BIBLIOGRFICA

Esta revisin bibliogrfica no pretende ser una gua completa de las referencias que pueden ayudar al mejoramiento del conocimiento del tema. Por lo tanto no es exhaustiva y todo comentario es bienvenido, poniendo a disposicin para tal fin el correo electrnico.

Las Actas de ASADES de 1996 contienen dos trabajos de Esteves (1996a y 1996b) sobre cocinas solares de tipo concentrador, el primero sobre como construir un modelo mejorado del denominado "Cookit" y el segundo se refiere a un manual para la construccin de hornos y cocinas solares. En 1995, tambin en Actas de ASADES, se public un trabajo sobre coccin con concentradores (Buigues y Rojos, 1995) en el que se destacan la exposicin de algunos clculos trmico-pticos. Anteriormente, el mismo autor ya mencionado (Esteves, 1994) public acerca de los resultados obtenidos mediante la realizacin de un concurso de diseo y construccin de cocinas solares. En la reunin de trabajo de ASADES de 1991, llevada a cabo en Mendoza, investigadoras chilenas (Guzmn, Durn y Juri) expusieron tres trabajos sobre un programa de adopcin de cocinas solares en su pas, el cual se inici en 1986 con un concurso nacional para obtener los mejores diseos, teniendo en cuenta el uso domstico y el bajo costo. Tambin se refirieron a las estrategias que se desarrollaron para la adopcin de las cocinas en la comunidad de Villaseca, de la ciudad de Vicua, IV Regin de Chile.

En Salta, Echaz y Saravia (1985) realizaron las primeras experiencias con una cocina solar de tipo caja, de forma cilndrica y con un concentrador cnico de aluminio. En este trabajo se mencionan varias referencias a Solar Energy donde se publicaron las primeras experiencias sobre la coccin solar.

Las Actas de los Congresos Latinoamericanos de Energa Solar son tambin una fuente de bibliografa, en castellano o en portugus, con artculos sobre la coccin solar de alimentos. As, por ejemplo, las correspondientes al VI, V y II Congresos, realizados en 1989 en Colombia, en 1986 en Chile y en 1979 en Brasil, respectivamente, contienen este tipo de trabajos. Serrano (1989) se destaca por mostrar dibujos esquemticos de tipo didctico relativos a distintas aplicaciones de la energa solar. Nandwani (1986) presenta detalles sobre una cocina solar de tipo caja, similar a las presentadas en este trabajo. El mismo Serrano (1986), por su parte, realiza una crtica a la posibilidad de uso de la tecnologa solar para la coccin. En cambio Durn (1979) hace una apologa de la cocina solar de tipo caja, presentando los comentarios de los usuarios y las estrategias desarrolladas para superar las dificultades. Moura (1979) expone resultados logrados mediante un prototipo de horno solar concentrador de fcil transporte.

La Asociacin Internacional de Energa Solar (ISES) ha aceptado dos publicaciones relacionadas con la coccin solar en los Proceedings del Congreso Mundial realizado en Budapest, en 1993. Las mismas, de Nandwani-Fernndez y Suharta-Fachrudin, se refieren a cocinas solares de tipo caja. La primera introduce la posibilidad de realizar -alternativamente- el secado solar, adems de la coccin, mediante un ingenioso diseo integrado de un horno solar y un secador. La publicacin de Suharta y Fachrudin (1993) propone el uso de una cubierta transparente con estructura de panal de abejas (honeycomb), como medio para mejorar la captacin de la energa solar.

Se realizaron varios congresos regionales sobre aplicaciones de las cocinas solares, entre los cuales destaca el efectuado en Estados Unidos (1992) que se denomin "Primer Congreso Mundial de Cocinas Solares". Se formaron algunas asociaciones de usuarios e investigadores de cocinas solares, tal como el Comit Europeo para la investigacin en coccin solar (European Committee for Solar Cooking Research, ECSCR, 1994).

En general, todas estas publicaciones presentan distintos modelos de hornos y cocinas, mostrndose datos experimentales sobre radiacin incidente y las temperaturas logradas, junto con la calificacin del grado de satisfaccin que merecieron los alimentos luego de su coccin por esta va.

3. CLASIFICACIN DE LAS COCINAS SOLARES

La ltima referencia del prrafo anterior, realiza una clasificacin de las cocinas solares, estableciendo que existen tres tipos bsicos: cocinas de tipo caja, concentradores y cocinas calefaccionadas por medio de colectores de placa plana.

En relacin al primer tipo, se dice que pueden tener distinto nmero de reflectores externos (0 a 4), planos o levemente cncavos. Se caracterizan porque permiten obtener temperaturas que pueden superar los 150 C, demoran en calentarse y el acceso a la olla o asadera no es en general fcil. Por otra parte, tienen la ventaja de poder funcionar prcticamente sin la intervencin del usuario, mantienen el alimento caliente durante un tiempo prolongado, no producen molestia por deslumbramiento o reflexin, son estables y no tienen riesgos de fuego o quemaduras. Adems pueden construirse a muy bajo precio, aunque es poco probable su uso diario en situaciones reales. Pueden disearse modelos de fcil transporte, livianos y plegables. Es posible lograr un aporte auxiliar de energa a gas. La comida puede retirarse y completar la coccin por va tradicional en el caso que se nuble el cielo. Algunas experiencias han mostrado que muchos procesos de coccin pueden realizarse a 75 C, durante ms de dos horas.

Los concentradores son reflectores circulares que concentran la luz solar sobre el recipiente de coccin u olla. Sus desventajas son la necesidad de luz solar directa, corrimiento asistido para seguir la incidencia solar cada 15 o 30 minutos, enfriamiento rpido del alimento si se pierde el foco o se pone el sol, falta de estabilidad ante vientos, riesgos de fuego o quemaduras, molestias al usuario por reflejos o resplandores en la cara, etc. En cambio gozan de la posibilidad de lograr altas temperaturas en poco tiempo, lo que permite realizar frituras o asados.

Los hornos con colectores de placa plana son cocinas calentadas por medio de colectores de ese tipo. Existen modelos que tienen dos o tres reflectores planos, pueden operar con aceite o aire como fluido intermedio de transferencia del calor y suelen tener dos ollas cada una. Pueden contar con acumulacin. Sus puntos dbiles radican en que son voluminosas, pesadas, difciles de transportar y ms caras que los otros dos tipos. Sus ventajas son la facilidad de uso, se puede cocinar a la sombra, no es necesario reorientarlas a cada momento, funcionan sin la intervencin del usuario manteniendo caliente el alimento durante largo tiempo, no producen deslumbramiento, son estables y no tienen riesgos de fuego o quemaduras. Pueden construirse equipos lo suficientemente grandes como para atender comedores u otras instituciones. Existen variedades lineales de concentradores que tienen reflectores curvos que concentran a lo largo del foco, donde va ubicado el calentador.

En el marco de esta clasificacin, en este trabajo se hace referencia nicamente a las cocinas de tipo caja.

4. EFECTO TRMICO DE LA COCCIN

Se puede calcular el efecto del tratamiento trmico durante la coccin de alimentos (Quast, 1976), y la metodologa es vlida tanto para hornos convencionales como para cocinas solares. Desde el punto de vista de la Tecnologa de Alimentos y la Bromatologa, los fenmenos ms importantes que ocurren durante un proceso de coccin son la destruccin de microorganismos y el ablandamiento del alimento. Existen en general reacciones qumicas y biolgicas cuya velocidad depende de la temperatura. Una manera de encarar el estudio consiste en identificar alguna sustancia de inters del alimento (vitamina, microorganismos, enzimas, etc.), cuya concentracin inicial es Co, y seguir su evolucin en el tiempo, C(t), a travs del estudio de la cintica de reaccin de la misma cuando se somete al proceso trmico de coccin. Mediante esta va, como el tipo mas comn de reaccin es la de primer orden, en que la velocidad es directamente proporcional a la concentracin C de la sustancia, se escribir: dC/dt=kC, donde t es el tiempo y k la denominada constante de velocidad de reaccin de primer orden. Si la concentracin disminuye con el tiempo, como en el caso de la destruccin de vitaminas, k es negativa. Aunque no vara con C, puede ser afectada por la temperatura, T, por lo cual la metodologa de trabajo consiste en determinar k(T) y, en tal caso convendra denominarse parmetro de velocidad. Normalmente, la forma con que k vara con T puede ser dada por la ecuacin de Arrhenius: d(ln k)/dT=E/(RT2), donde R es la constante de los gases, E la energa de activacin y T la temperatura en K. Por lo tanto, en general: k=k'e-E/(RT).

En la prctica, a causa de la inercia trmica o por el propio proceso de aumento de la temperatura durante la coccin, el tratamiento no se realiza a temperatura constante. En una primera aproximacin se puede aceptar que la temperatura es variable en el tiempo pero uniforme en todo el alimento. Para el caso mas comnmente encontrado en que la temperatura vara con la posicin adems del tiempo, pues la transmisin del calor se realiza por conduccin, en la superficie del alimento la temperatura es mayor que en su interior. Por tal motivo, para el clculo de ciertos efectos trmicos, como el de esterilizacin, se toma como base la temperatura del punto cuyo calentamiento es ms lento, es decir, el centro geomtrico. Por otra parte, en general la intensidad de un tratamiento trmico sobre un alimento, se expresa en trminos de "minutos de calentamiento a una temperatura de referencia". Por ejemplo, para la destruccin de esporas de microorganismos la temperatura de referencia suele ser la de 121,1 C, correspondiente a la del vapor de agua saturado y a la presin de dos atmsferas, mientras que para microorganismos poco resistentes se emplea la temperatura de referencia de 100 C. Para alimentos cidos, la destruccin de clulas vegetativas se realiza a temperaturas de referencia aun mas bajas.

Como puede observarse, deber partirse de la base de un alimento "apto para el consumo", tal como frutas u hortalizas, o productos crnicos, de probada condicin bromatolgica, para someter los mismos a un proceso en que la temperatura mnima, digamos 65C, sea suficiente para garantizar el efecto de ablandamiento del alimento, sin que sea necesario el de destruccin de esporas o microorganismos, por no contenerlos el propio alimento.

Hecha esta salvedad, y atenindonos al efecto puramente trmico de calentamiento y ablandamiento, que se puede establecer como proporcional al calor transmitido al alimento, cuando la temperatura supera la de referencia mnima, se definir dicho efecto como la integral temporal de la diferencia entre la temperatura del horno y Tr:

ef. trmico=(T-Tr)dt, (1)

donde Tr se puede tomar igual a 65C. Como esta integral dar valores negativos cuando la temperatura del horno sea menor que la de referencia, debern descartarse los mismos y slo se tomarn en cuenta, para los clculos, aquellos que sean mayores.

Con esta metodologa de trabajo, ms sencilla, se podrn comparar los efectos trmicos de hornos diferentes sobre iguales alimentos, establecindose tiempos de coccin equivalentes cuando los valores de las integrales (1) sean iguales, siempre que la temperatura de coccin sea mayor que la de referencia y la accin trmica (es decir el valor de la integral (1)) sea menor que la de quemado (esto ltimo puede establecerse experimentalmente para cada alimento particular).

5. EXPERIENCIA CON UN HORNO DE COCINA A GAS

Con el objeto de realizar el seguimiento de la temperatura de un horno de cocina convencional, mientras se realizaba la coccin de un alimento tpico (asado de tira), as como determinar el efecto trmico en trminos de la integral (1), se coloc en una asadera un kilogramo de carne vacuna, previamente salada. La captura de datos de temperatura del horno se efectu cada minuto, apenas encendido el mismo, colocando una termocupla de cobre-constantn, debajo de la asadera y en el lado externo de la misma, en contacto con la rejilla del horno. A fin de mejor ilustrar el proceso, se realiz simultneamente el seguimiento de la temperatura del ambiente externo a la cocina. Para evitar la prdida de jugos del alimento y para asemejar el proceso de coccin convencional con el de coccin solar (segn se explica ms adelante), se cubri la bandeja de producto mediante una bolsa plstica para hornos, resistente al calor.

La Figura 1 muestra la evolucin temporal de las temperaturas medidas durante este proceso.

Figura 1: Temperatura alcanzada durante la preparacin de asado en un horno de cocina a gas.

Se observa que el horno alcanz una temperatura mxima de 230 C y luego descendi, contndose treinta minutos en total para la coccin. Esta se realiz en forma satisfactoria, segn se pudo saber al probar el alimento. Se realiz el clculo de la integral (1) en forma numrica, dando por resultado el valor 60 C h, equivalente a 216000 K s.

6. EFECTO TRMICO EN COCINAS SOLARES

La Figura 2 muestra las mediciones realizadas para dos experiencias de calentamiento solar simultneas realizadas con dos cocinas solares, una liviana y la otra pesada, segn se describen ms adelante.

Figura 2: Temperaturas y radiacin medidas durante el calentamiento de dos cocinas solares, en Salta, invierno de 1997.

Se observ una diferencia mxima entre las temperaturas de uno y otro modelo de alrededor de 30 C. Al igual que en el caso del horno de cocina convencional, las termocuplas se colocaron debajo de las bandejas.

Figura 3: Efecto trmico para un horno convencional y dos cocinas solares.

Para poder comparar los efectos trmicos en cada caso, se realiz la integracin numrica de la diferencia entre la temperatura de cada horno y la de referencia por el diferencial de tiempo (frmula (1), vase Figura 3), concluyndose que para lograr un efecto similar al del horno convencional (logrado en 30 minutos) es necesario un tiempo de poco ms de una hora en la cocina solar de diseo pesado y poco menos de una hora y treinta minutos para el modelo liviano, en las condiciones de la experiencia. Aunque en estos clculos se ha despreciado la inercia trmica del producto que se cocina, los resultados experimentales fueron muy similares. Por otra parte se aprecia que, de continuar la coccin por va solar, el efecto trmico puede ser superior al del horno convencional.

Resulta interesante comparar efectos trmicos iguales y tiempos necesarios para lograrlos, o bien, en igualdad de tiempos, las diferencias de efectos trmicos que se logran segn el tipo de horno.

7. COCINA DE CARTN

Un diseo sencillo de cocina solar de tipo caja (Figuras 4 y 5) fue realizado por FAO (1990).

Figura 4: Caja exterior, cubierta con lmina metalizada solo en la parte interna.

Figura 5: Caja interna, cubierta con lmina metalizada en ambas caras.

Entre los aspectos salientes de esta publicacin se pueden mencionar los siguientes:

a) se aconseja el uso de un cierre hermtico para la tapa transparente que permite la entrada de la radiacin, a fin de mantener la energa captada en el interior;

b) como parte de la tapa, se describe una "hoja plegadiza brillante" que acta como reflector "para hacer incidir ms luz del sol dentro de la caja", de modo que "cuando no se use sirva para cubrir y proteger el vidrio";

c) es necesario un puntal para elevar adecuadamente el reflector;

Figura 6: Tapa con lmina metalizada reflectora interior.

d) dentro de la caja se debe colocar una "bandeja negra de metal que absorba el calor proveniente de la luz solar, junto con ollas oscuras y tapadas que servirn para calentar y realizar la coccin de la comida" ;

Figura 7: Tapa con cubierta reflectante y vidrio que se pega en el marco interno, en el momento de su colocacin.

e) se aconseja el uso de "cartn corrugado" como material apropiado para la caja interior, siempre que se la recubra con una lmina de aluminio;

f) sugiere colocar una lmina de vidrio como superficie transparente;

g) como pegamento puede usarse cola de carpintero o alguna otra goma al agua;

h) el aislante trmico puede consistir en hojas de diario arrugadas, paja limpia y seca, cscaras de arroz, etc. colocada entre ambas cajas;

i) las junturas debern sellarse con goma de silicona o tiras de papel embebidas en agua y pegamento;

Figura 8: Montaje de la tapa sobre las cajas interior y externa.

j) las dimensiones de la caja interna debern ser 57 cm 47 cm 21,5 cm como mnimo, "para asegurar la captura de suficiente energa solar";

k) la caja externa deber ir cubierta por una lmina metalizada nicamente en el interior y deber tener dimensiones tales que se asegure una separacin de alrededor de 5 cm con los cuatro lados de la caja y el fondo, para el relleno con aislacin trmica.

Las dimensiones de las tres lminas de cartn, necesarias para las partes bsicas de esta cocina solar, se muestran en las Figuras 4, 5 y 6. De manera esquemtica, los lugares donde se debe cortar se han sealado con lneas continuas y donde se debe doblar, a trazos. Para cada pieza se indica si se debe cubrir con una lmina metalizada en cada cara o solo una de ellas. La Figura 7 muestra un esquema de cmo se arma la tapa con la cubierta reflectante y el vidrio que, pegado cuidadosamente por la cara interna en todo el marco de modo que se logre un cierre completo, har de cubierta transparente. La Figura 8 muestra el montaje final de la cocina de caja, con la tapa en el momento de colocarse.

8. COCINA SOLAR PESADA Y LIVIANA

En el Instituto de Energa No Convencional de Salta se construy una cocina de doble caja en chapa (INENCO, 1995), usndose como material para la cubierta transparente una lmina doble de policarbonato (Figura 9, izquierda). Como su peso (15 kg) hace necesario normalmente contar con dos personas para transportarla, se denomina "pesada". Por otro lado, segn se vio en la Figura 2, su masa es una ventaja desde el punto de vista trmico porque le confiere mayor inercia; y, en comparacin con una liviana, se logr una diferencia significativa en la temperatura, como se dijo.

Figura 9: Fotografa de tres cocinas solares.

La cocina solar liviana (3 kg) se construy por los autores de este trabajo (Figura 9, derecha). Este modelo se basa en el desarrollado por el Brace Research Institute (BRI, 1996) del Canad. Consiste en una caja interna de chapa de aluminio, otra externa, de policarbonato, que hace de contenedora de la primera, aislacin trmica ente ambas, una cubierta transparente de dos lminas de policarbonato, y el reflector de pendiente regulable que permite tapar la cubierta para evitar el depsito de polvo sobre ella cuando no se usa la cocina o para su transporte. Un modelo de peso intermedio (6 kg) fue construido tambin por el segundo autor de este trabajo (Figura 9, centro), difiriendo de la anterior en que su caja interior est pintada de negro y sus dimensiones son un poco mayores. Se describe a continuacin la cocina solar ms liviana.

Materiales

Chapa de aluminio, de 0,5 mm de espesor, cuyo precio en Salta es de 35 $/m2. Se vende en rollo de 1,0 m de ancho. El largo necesario para el modelo fue de 0,92 m.

Placa de policarbonato transparente, de 1 cm de espesor, acanalada y doble, con separacin entre canales de 1 cm, de 52,5 cm x 38 cm de rea, de precio $ 5 (25 $/m2).

Placa de policarbonato traslcido, de 87,5 cm 69,5 cm de rea y 5 mm de espesor, de doble capa y acanalado, para la caja externa, cuyo precio es de 27 $/m2.

Otra placa, de igual material que la anterior, de 73 cm 90 cm, para la tapa reflectora y laterales.

Lmina plstica con depsito reflectante aluminizado, del tipo usado para cubrir alimentos durante su horneado.

Aislacin trmica: lana de vidrio que se usa de relleno entre el policarbonato y la chapa de aluminio.

Pegamento de siliconas y adhesivo de contacto para el sellado de las partes y el pegado de la lmina reflectante al soporte de policarbonato.

Tornillos para la unin de las partes.

Herramientas: tijeras para cortar la chapa, sierra circular para las placas de policarbonato (puede usarse trinchete o cuchillo filoso), destornillador.

Figura 10: Plano en corte del modelo de cocina construido en policabonato.

La Figura 10 muestra un corte esquemtico de este horno solar. En el mismo se observa el aislante trmico y las cajas interior y exterior. La primera es de chapa de aluminio y la segunda de policarbonato no transparente. La cubierta que permite el ingreso de radiacin e impide la prdida de calor es de policarbonato transparente.

Figura 11: Plano constructivo de la caja exterior, con indicacin de las dimensiones en cm.

En la Figura 11 se han indicado las dimensiones y el esquema constructivo de la caja exterior.

La Figura 12 muestra el despiece de la cubierta transparente y el marco de madera (parte superior de la figura), la caja exterior, con indicacin de los lugares donde se debe realizar el doblado del policarbonato, y una de las dos piezas laterales que se colocan atornilladas a la base, mediante la introduccin de los tornillos en los canales del policarbonato. La Figura 13 es una vista del horno terminado, en el momento de colocarse la cubierta transparente.

Figura 12: Cubierta transparente y marco de madera. Caja externa con pieza lateral.

Figura 13: Vista en perspectiva de la cocina solar liviana.

9. EXPERIENCIAS REALIZADAS

Se realizaron distintas experiencias de coccin durante das claros, comenzando con el modelo pesado, luego el intermedio y finalmente el de la Figura 13. Dada la importancia que tiene para el consumidor la calidad de coccin del producto, se realizaron distintas pruebas de preparacin del alimento a hornear con el objetivo de saborear mejor el mismo.

Experiencia 1

Se inici a las 11:00, con cielo despejado y una radiacin solar de ms de 800W/m2. Se coloc el producto en una bandeja metlica negra (asadera) con cubierta plstica, a fin de evitar la prdida de vapor que luego condensa en el lado interno de la cubierta transparente. Dado que se observ prdida de lquido provenientes del producto (agua, grasas disueltas), se decidi extraer el mismo cuando se llevaba una hora de proceso. Esto redujo el peso del producto en un 15 % respecto del peso inicial. El lquido total que se perdi finalizado el proceso de coccin, que dur 2,5 horas, fue de alrededor del 20 %. Comparativamente, en un proceso de secado de pimiento, que tiene una duracin mucho mayor y se realiza a mas baja temperatura, la reduccin de peso es del 80 %.

La temperatura del proceso fue de casi 100 C y, aunque se realiz extraccin de lquidos, el sabor del alimento fue muy similar al del producto hervido.

De la observacin de las curvas de prdida de peso y del valor final de contenido de lquido del producto, se infiri que el proceso de coccin tiene una velocidad de prdida de peso menor que la de un producto como el pimiento durante el secado (si se acepta como vlida la comparacin al tener en cuenta ambos procesos hasta lo que se considera su respectiva finalizacin).

Como conclusin de esta experiencia, se pudo establecer que es conveniente realizar la coccin de modo que el liquido extrado no est en contacto con el producto, salvo que se trate de un guiso, con arroz por ejemplo.

Experiencia 2

Figura 14: Datos obtenidos durante la coccin solar de pollo y el calentamiento comparativo de agua.

En esta nueva experiencia se realiz, adems, un seguimiento de las temperaturas del producto (pollo) y del aire dentro del horno pesado (Tpollo y Taire(pollo)) y de la temperatura ambiente y la radiacin exterior incidente sobre nivel horizontal. Asimismo, se indican las temperaturas de una masa de agua, de un kilogramo, colocada dentro del modelo liviano de horno, y la respectiva temperatura del aire interior (Tagua y Taire(agua)) para comparacin, mientras ambos hornos funcionaron simultneamente. Se observa una mayor temperatura para el agua contenida en el horno ms liviano que el producto del horno (vase la Tabla 1). La temperatura del ambiente, lleg a un mximo de 32 C. El da fue muy hmedo (alrededor del 90%) y la radiacin solar fue alta.

Hora....Pollo...Agua

09:30...1225g...1000g

13:00..980g(80%)..790g(79%)

Tabla 1: Pesos iniciales y finales.

Tanto el agua como el producto perdieron alrededor del 20 % de su peso inicial luego de cuatro horas de duracin que llev este proceso. Si bien no se evacu el lquido proveniente del producto, su sabor fue mejor debido a que se coloc sobre una rejilla metlica para soportar el mismo, lo que impidi que la coccin se realizara en medio fluido, como en el caso anterior de la experiencia 1.

Experiencia 3

En esta experiencia se us el horno liviano. Para este ensayo se prepar "chimichurri" para agregarle al alimento -que fue pollo como antes-, con el objeto de verificar si mejoraba su sabor con respecto al anterior proceso. Adems, como contraste, una de las porciones no llev adobo.

Figura 15: Datos de la tercer experiencia.

Luego de casi cuatro horas de coccin, se pudo comprobar que el producto con las especias resultaba ms agradable al gusto que el otro. En ningn caso la coccin del producto

en condiciones solares pudo mejorar el efecto de ahumado y alta temperatura que se produce por medio de su elaboracin tradicional con brasas de carbn (asado). Los datos recogidos estn presentados en la Figura 15.

Conclusin de estas experiencias

De la comparacin de las tres experiencias, dejando de lado las diferencias de funcionamiento segn el tipo de diseo empleado, se infiere que la primera permiti obtener un producto horneado y en condiciones de ser ingerido en menor tiempo de proceso (2,5 horas), debido a que se inici ms tarde que en los otros casos. Esto fue as, probablemente, porque la radiacin era mayor que 800 W/m2 recin a partir de las 11:00, aproximadamente.

Experiencia respecto del recipiente para el alimento

En lugar de asaderas negras u ollas con tapa negra, pueden usarse platos trmicos hondos, del tipo "Durax", que suelen ser transparentes o traslcidos de color humo, cubiertos por platos playos para evitar la prdida del vapor, y colocarlos directamente sobre la caja metlica del interior de la cocina. Esto da buenos resultados si se desea calentar comidas y tenerlas listas para servir.

10. CONCLUSIONES

Si bien la coccin solar de alimentos se ha realizado desde hace cientos de aos, en la actualidad se cuenta con materiales diferentes a los usados anteriormente (como el policarbonato), lo que hace reconsiderar el tema reconstruyendo nuevos prototipos con esos productos.

La puesta al da respecto del uso de las cocinas solares permite realizar una mirada retrospectiva y revalorizar esta opcin, posiblemente olvidada.

Contando con datos acerca del efecto trmico necesario para lograr la coccin de los alimentos en hornos tradicionales, se podr realizar el seguimiento cuantitativo de la coccin por va solar y su efecto equivalente al de aqullos.

La presentacin de planos y esquemas constructivos ofrece la posibilidad concreta de realizar la autoconstruccin de estos dispositivos, para los cuales dichos diseos no se deben tomar como definitivos sino de manera orientadora.

El uso de policarbonato en lugar del cartn tiene la ventaja de la mayor durabilidad y robustez del material, as como la posibilidad de realizar ajustes mediante el uso de tornillos, los que se mantienen firmes cuando se los introduce en los canales de las lminas. Adems, la varilla que apuntala el reflector puede ser construida cortando una de estas lminas a lo largo de dos canales separados alrededor de 3,5 cm.

11. AGRADECIMIENTOS

Passamai desea expresar su reconocimiento al Brace Research Institute de Canad por la colaboracin prestada a travs de la pasanta de C. Robert De Massy en Salta, as como al colega Ricardo Lozano del Grupo de Energa Solar del INENCO.

12. REFERENCIAS

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ABSTRACT - Solar box cooking is revisited and the state of the art is reviewed. A thermal effect definition is proposed, comparing the operation of box cookers with that of a conventional gas oven. Constructive designs, drawings and plans are presented so as tips and suggestions for the use in cooking different foods.