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 bibliográfico y puesta al día de los desarrollos realizados sobre cocinas solares de tipo caja. Se propone una definición de efecto térmico, comparándose el funcionamiento de dos cocinas solares con el de un horno de cocina a gas convencional. Se presentan planos de construcción y sugerencias para el uso en la cocción de distintos alimentos.

1. INTRODUCCIÓN

Según Meinel y Meinel (1997) los primeros experimentos relacionados con hornos solares de tipo caja (más brevemente, "cocinas solares de caja") para preparación de alimentos fueron descriptos por Nicholas de Saussure, hace más de doscientos años, alrededor de 1770. De Saussurre diseñó una cocina que consistía 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 través del vidrio y era absorbida por la superficie negra. La máxima temperatura lograda fue de 88ºC y, curiosamente, la cita dice: "cuando se agregó un recubrimiento negro a la superficie de vidrio, se pudo alcanzar una temperatura máxima de 160ºC".

En 1837, el astrónomo inglés John Herschel, hijo del famoso astrónomo Sir William Herschel, construyó un sencillo dispositivo para su uso práctico durante una expedición que realizó al Cabo de Buena Esperanza. Consistía también en una caja negra que era enterrada en la arena, para aislarla térmicamente, y tenía una cubierta con doble capa de vidrio para permitir la entrada de la luz solar y evitar el escape de calor. Herschel registró una temperatura de 116ºC y su horno era empleado para la preparación de comidas en base a carne y vegetales durante la expedición.

Tabién C. G. Abbot, otro astrónomo nacido en 1873, usó una cocina solar que colocaba en la pendiente sur del Monte Wilson, donde tenía su observatorio, y le sirvió durante muchos años para preparar sus alimentos.

El uso de concentradores para captar la energía solar, por su parte, se remonta a por lo menos un par de siglos antes de Cristo, cuando Arquímedes habría repelido el ataque romano a Siracusa. Sin embargo, el uso de tecnología para cocinas solares se ha desarrollado rápidamente solo en la pasada década (Xiping et al., 1994).

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Esta revisión bibliográfica no pretende ser una guía 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 disposición para tal fin el correo electrónico.

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 construcción de hornos y cocinas solares. En 1995, también en Actas de ASADES, se publicó un trabajo sobre cocción con concentradores (Buigues y Rojos, 1995) en el que se destacan la exposición de algunos cálculos térmico-ópticos. Anteriormente, el mismo autor ya mencionado (Esteves, 1994) publicó acerca de los resultados obtenidos mediante la realización de un concurso de diseño y construcción de cocinas solares. En la reunión de trabajo de ASADES de 1991, llevada a cabo en Mendoza, investigadoras chilenas (Guzmán, Durán y Juri) expusieron tres trabajos sobre un programa de adopción de cocinas solares en su país, el cual se inició en 1986 con un concurso nacional para obtener los mejores diseños, teniendo en cuenta el uso doméstico y el bajo costo. También se refirieron a las estrategias que se desarrollaron para la adopción de las cocinas en la comunidad de Villaseca, de la ciudad de Vicuña, IV Región de Chile.

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

Las Actas de los Congresos Latinoamericanos de Energía Solar son también una fuente de bibliografía, en castellano o en portugués, con artículos sobre la cocción solar de alimentos. Así, 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 esquemáticos de tipo didáctico relativos a distintas aplicaciones de la energía 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 crítica a la posibilidad de uso de la tecnología solar para la cocción. En cambio Durán (1979) hace una apología 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 fácil transporte.

La Asociación Internacional de Energía Solar (ISES) ha aceptado dos publicaciones relacionadas con la cocción solar en los Proceedings del Congreso Mundial realizado en Budapest, en 1993. Las mismas, de Nandwani-Fernández y Suharta-Fachrudin, se refieren a cocinas solares de tipo caja. La primera introduce la posibilidad de realizar -alternativamente- el secado solar, además de la cocción, mediante un ingenioso diseño integrado de un horno solar y un secador. La publicación de Suharta y Fachrudin (1993) propone el uso de una cubierta transparente con estructura de panal de abejas (honeycomb), como medio para mejorar la captación de la energía solar.

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

En general, todas estas publicaciones presentan distintos modelos de hornos y cocinas, mostrándose datos experimentales sobre radiación incidente y las temperaturas logradas, junto con la calificación del grado de satisfacción que merecieron los alimentos luego de su cocción por esta vía.

3. CLASIFICACIÓN DE LAS COCINAS SOLARES

La última referencia del párrafo anterior, realiza una clasificación de las cocinas solares, estableciendo que existen tres tipos básicos: cocinas de tipo caja, concentradores y cocinas calefaccionadas por medio de colectores de placa plana.

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

Los concentradores son reflectores circulares que concentran la luz solar sobre el recipiente de cocción u olla. Sus desventajas son la necesidad de luz solar directa, corrimiento asistido para seguir la incidencia solar cada 15 o 30 minutos, enfriamiento rápido 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 acumulación. Sus puntos débiles radican en que son voluminosas, pesadas, difíciles de transportar y más 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 intervención 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 clasificación, en este trabajo se hace referencia únicamente a las cocinas de tipo caja.

4. EFECTO TÉRMICO DE LA COCCIÓN

Se puede calcular el efecto del tratamiento térmico durante la cocción de alimentos (Quast, 1976), y la metodología es válida tanto para hornos convencionales como para cocinas solares. Desde el punto de vista de la Tecnología de Alimentos y la Bromatología, los fenómenos más importantes que ocurren durante un proceso de cocción son la destrucción de microorganismos y el ablandamiento del alimento. Existen en general reacciones químicas y biológicas cuya velocidad depende de la temperatura. Una manera de encarar el estudio consiste en identificar alguna sustancia de interés del alimento (vitamina, microorganismos, enzimas, etc.), cuya concentración inicial es Co, y seguir su evolución en el tiempo, C(t), a través del estudio de la cinética de reacción de la misma cuando se somete al proceso térmico de cocción. Mediante esta vía, como el tipo mas común de reacción es la de primer orden, en que la velocidad es directamente proporcional a la concentración C de la sustancia, se escribirá: dC/dt=kC, donde t es el tiempo y k la denominada constante de velocidad de reacción de primer orden. Si la concentración disminuye con el tiempo, como en el caso de la destrucción de vitaminas, k es negativa. Aunque no varía con C, puede ser afectada por la temperatura, T, por lo cual la metodología de trabajo consiste en determinar k(T) y, en tal caso convendría denominarse parámetro de velocidad. Normalmente, la forma con que k varía con T puede ser dada por la ecuación de Arrhenius: d(ln k)/dT=E/(RT2), donde R es la constante de los gases, E la energía de activación y T la temperatura en K. Por lo tanto, en general: k=k'e-E/(RT).

En la práctica, a causa de la inercia térmica o por el propio proceso de aumento de la temperatura durante la cocción, el tratamiento no se realiza a temperatura constante. En una primera aproximación se puede aceptar que la temperatura es variable en el tiempo pero uniforme en todo el alimento. Para el caso mas comúnmente encontrado en que la temperatura varía con la posición además del tiempo, pues la transmisión del calor se realiza por conducción, en la superficie del alimento la temperatura es mayor que en su interior. Por tal motivo, para el cálculo de ciertos efectos térmicos, como el de esterilización, se toma como base la temperatura del punto cuyo calentamiento es más lento, es decir, el centro geométrico. Por otra parte, en general la intensidad de un tratamiento térmico sobre un alimento, se expresa en términos de "minutos de calentamiento a una temperatura de referencia". Por ejemplo, para la destrucción de esporas de microorganismos la temperatura de referencia suele ser la de 121,1 ºC, correspondiente a la del vapor de agua saturado y a la presión de dos atmósferas, mientras que para microorganismos poco resistentes se emplea la temperatura de referencia de 100 ºC. Para alimentos ácidos, la destrucción de células vegetativas se realiza a temperaturas de referencia aun mas bajas.

Como puede observarse, deberá partirse de la base de un alimento "apto para el consumo", tal como frutas u hortalizas, o productos cárnicos, de probada condición bromatológica, para someter los mismos a un proceso en que la temperatura mínima, digamos 65ºC, sea suficiente para garantizar el efecto de ablandamiento del alimento, sin que sea necesario el de destrucción de esporas o microorganismos, por no contenerlos el propio alimento.

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

ef. térmico=(T-Tr)dt, (1)

donde Tr se puede tomar igual a 65ºC. Como esta integral dará valores negativos cuando la temperatura del horno sea menor que la de referencia, deberán descartarse los mismos y sólo se tomarán en cuenta, para los cálculos, aquellos que sean mayores.

Con esta metodología de trabajo, más sencilla, se podrán comparar los efectos térmicos de hornos diferentes sobre iguales alimentos, estableciéndose tiempos de cocción equivalentes cuando los valores de las integrales (1) sean iguales, siempre que la temperatura de cocción sea mayor que la de referencia y la acción térmica (es decir el valor de la integral (1)) sea menor que la de quemado (esto último 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 cocción de un alimento típico (asado de tira), así como determinar el efecto térmico en términos de la integral (1), se colocó en una asadera un kilogramo de carne vacuna, previamente salada. La captura de datos de temperatura del horno se efectuó cada minuto, apenas encendido el mismo, colocando una termocupla de cobre-constantán, 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 realizó simultáneamente el seguimiento de la temperatura del ambiente externo a la cocina. Para evitar la pérdida de jugos del alimento y para asemejar el proceso de cocción convencional con el de cocción solar (según se explica más adelante), se cubrió la bandeja de producto mediante una bolsa plástica para hornos, resistente al calor.

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

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

Se observa que el horno alcanzó una temperatura máxima de 230 ºC y luego descendió, contándose treinta minutos en total para la cocción. Esta se realizó en forma satisfactoria, según se pudo saber al probar el alimento. Se realizó el cálculo de la integral (1) en forma numérica, dando por resultado el valor 60 ºC h, equivalente a 216000 K s.

6. EFECTO TÉRMICO EN COCINAS SOLARES

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

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

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

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

Para poder comparar los efectos térmicos en cada caso, se realizó la integración numérica de la diferencia entre la temperatura de cada horno y la de referencia por el diferencial de tiempo (fórmula (1), véase Figura 3), concluyéndose que para lograr un efecto similar al del horno convencional (logrado en 30 minutos) es necesario un tiempo de poco más de una hora en la cocina solar de diseño pesado y poco menos de una hora y treinta minutos para el modelo liviano, en las condiciones de la experiencia. Aunque en estos cálculos se ha despreciado la inercia térmica del producto que se cocina, los resultados experimentales fueron muy similares. Por otra parte se aprecia que, de continuar la cocción por vía solar, el efecto térmico puede ser superior al del horno convencional.

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

7. COCINA DE CARTÓN

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

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

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

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

a) se aconseja el uso de un cierre hermético para la tapa transparente que permite la entrada de la radiación, a fin de mantener la energía captada en el interior;

b) como parte de la tapa, se describe una "hoja plegadiza brillante" que actúa como reflector "para hacer incidir más 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 lámina 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 servirán para calentar y realizar la cocción de la comida" ;

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

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

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

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

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

i) las junturas deberán 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 deberán ser 57 cm 47 cm 21,5 cm como mínimo, "para asegurar la captura de suficiente energía solar";

k) la caja externa deberá ir cubierta por una lámina metalizada únicamente en el interior y deberá tener dimensiones tales que se asegure una separación de alrededor de 5 cm con los cuatro lados de la caja y el fondo, para el relleno con aislación térmica.

Las dimensiones de las tres láminas de cartón, necesarias para las partes básicas de esta cocina solar, se muestran en las Figuras 4, 5 y 6. De manera esquemática, los lugares donde se debe cortar se han señalado con líneas continuas y donde se debe doblar, a trazos. Para cada pieza se indica si se debe cubrir con una lámina metalizada en cada cara o solo una de ellas. La Figura 7 muestra un esquema de cómo 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, hará 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 Energía No Convencional de Salta se construyó una cocina de doble caja en chapa (INENCO, 1995), usándose como material para la cubierta transparente una lámina 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, según se vio en la Figura 2, su masa es una ventaja desde el punto de vista térmico

porque le confiere mayor inercia; y, en comparación con una liviana, se logró una diferencia significativa en la temperatura, como se dijo.

Figura 9: Fotografía de tres cocinas solares.

La cocina solar liviana (3 kg) se construyó por los autores de este trabajo (Figura 9, derecha). Este modelo se basa en el desarrollado por el Brace Research Institute (BRI, 1996) del Canadá. Consiste en una caja interna de chapa de aluminio, otra externa, de policarbonato, que hace de contenedora de la primera, aislación térmica ente ambas, una cubierta transparente de dos láminas de policarbonato, y el reflector de pendiente regulable que permite tapar la cubierta para evitar el depósito de polvo sobre ella cuando no se usa la cocina o para su transporte. Un modelo de peso intermedio (6 kg) fue construido también por el segundo autor de este trabajo (Figura 9, centro), difiriendo de la anterior en que su caja interior está pintada de negro y sus dimensiones son un poco mayores. Se describe a continuación la cocina solar más 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 separación entre canales de 1 cm, de 52,5 cm x 38 cm de área, de precio $ 5 (25 $/m2).

Placa de policarbonato traslúcido, de 87,5 cm 69,5 cm de área 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.

Lámina plástica con depósito reflectante aluminizado, del tipo usado para cubrir alimentos durante su horneado.

Aislación térmica: 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 lámina reflectante al soporte de policarbonato.

Tornillos para la unión 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 esquemático de este horno solar. En el mismo se observa el aislante térmico 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 radiación e impide la pérdida de calor es de policarbonato transparente.

Figura 11: Plano constructivo de la caja exterior, con indicación 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 indicación 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 introducción 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 cocción durante días 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 cocción del producto, se realizaron distintas pruebas de preparación del alimento a hornear con el objetivo de saborear mejor el mismo.

Experiencia 1

Se inició a las 11:00, con cielo despejado y una radiación solar de más de 800W/m2. Se colocó el producto en una bandeja metálica negra (asadera) con cubierta plástica, a fin de evitar la pérdida de vapor que luego condensa en el lado interno de la cubierta transparente. Dado que se observó pérdida de líquido provenientes del producto (agua, grasas disueltas), se decidió extraer el mismo cuando se llevaba una hora de proceso. Esto redujo el peso del producto en un 15 % respecto del peso inicial. El líquido total que se perdió finalizado el proceso de cocción, que duró 2,5 horas, fue de alrededor del 20 %. Comparativamente, en un proceso de secado de pimiento, que tiene una duración mucho mayor y se realiza a mas baja temperatura, la reducción de peso es del 80 %.

La temperatura del proceso fue de casi 100 C y, aunque se realizó extracción de líquidos, el sabor del alimento fue muy similar al del producto hervido.

De la observación de las curvas de pérdida de peso y del valor final de contenido de líquido del producto, se infirió que el proceso de cocción tiene una velocidad de pérdida de peso menor que la de un producto como el pimiento durante el secado (si se acepta como válida la comparación al tener en cuenta ambos procesos hasta lo que se considera su respectiva finalización).

Como conclusión de esta experiencia, se pudo establecer que es conveniente realizar la cocción de modo que el liquido extraído no esté en contacto con el producto, salvo que se trate de un guiso, con arroz por ejemplo.

Experiencia 2

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

En esta nueva experiencia se realizó, además, 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 radiación 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 comparación, mientras ambos hornos funcionaron simultáneamente. Se observa una mayor temperatura para el agua contenida en el horno más liviano que el producto del horno (véase la Tabla 1). La temperatura del ambiente, llegó a un máximo de 32 ºC. El día fue muy húmedo (alrededor del 90%) y la radiación solar fue alta.

Hora....Pollo...Agua09:30...1225g...1000g13:00..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 duración que llevó este proceso. Si bien no se evacuó el líquido proveniente del producto, su sabor fue mejor debido a que se colocó sobre una rejilla metálica para soportar el mismo, lo que impidió que la cocción se realizara en medio fluido, como en el caso anterior de la experiencia 1.

Experiencia 3

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

Figura 15: Datos de la tercer experiencia.

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

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

Conclusión de estas experiencias

De la comparación de las tres experiencias, dejando de lado las diferencias de funcionamiento según el tipo de diseño empleado, se infiere que la primera permitió obtener un producto horneado y en condiciones de ser ingerido en menor tiempo de proceso (2,5 horas), debido a que se inició más tarde que en los otros casos. Esto fue así, probablemente, porque la radiación era mayor que 800 W/m2 recién 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 térmicos hondos, del tipo "Durax", que suelen ser transparentes o traslúcidos de color humo, cubiertos por platos playos para evitar la pérdida del vapor, y colocarlos directamente sobre la caja metálica del interior de la cocina. Esto da buenos resultados si se desea calentar comidas y tenerlas listas para servir.

10. CONCLUSIONES

Si bien la cocción solar de alimentos se ha realizado desde hace cientos de años, 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 día respecto del uso de las cocinas solares permite realizar una mirada retrospectiva y revalorizar esta opción, posiblemente olvidada.

Contando con datos acerca del efecto térmico necesario para lograr la cocción de los alimentos en hornos tradicionales, se podrá realizar el seguimiento cuantitativo de la cocción por vía solar y su efecto equivalente al de aquéllos.

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

El uso de policarbonato en lugar del cartón tiene la ventaja de la mayor durabilidad y robustez del material, así 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 láminas. Además, la varilla que apuntala el reflector puede ser construida cortando una de estas láminas a lo largo de dos canales separados alrededor de 3,5 cm.

11. AGRADECIMIENTOS

Passamai desea expresar su reconocimiento al Brace Research Institute de Canadá por la colaboración prestada a través de la pasantía de C. Robert De Massy en Salta, así como al colega Ricardo Lozano del Grupo de Energía 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.