SUNLIGHT: FISICA: ESTUFA SOLAR

ESTUFA SOLAR

Problemática

Como equipo nos encontramos frente a una problemática en la que somos víctimas de nuestro propio desarrollo frente una población consumista, cabe decir que el uso de combustibles fósiles y de gas butano son algunos de los productos más destacables en nuestra sociedad y a los cuales nos hemos vuelto adictos en un grado del que no podemos dejar de depender de ellos. Por consiguiente con el paso de los años nuestra ignorancia fue creciendo y de la misma manera se creó una contaminación que comenzó a dañar nuestro medio ambiente, nuestra atmósfera se llenó de gases tóxicos que dañan nuestra salud.

Las estufas de leña son una de las formas más populares y eficientes de la calefacción por lo cual hoy en día la elección va desde estas hasta calentadores eléctricos y hay tantas maneras en todo tipos de vivienda, pero a pesar de que el hecho de que las nuevas ideas y formas están surgiendo, que las estufas están cambiando su diseño y fabricación.

Dentro del uso cotidiano en la elaboración de los alimentos cada vez que encendemos la estufa promovemos la quema de combustibles, emisión de dióxido de carbono, el agotamiento de un recurso no renovable, el gasto de ingresos económicos dirigidos a este sector, etc.

Para ser consciente del medio ambiente existen diferentes fuentes de energía como la solar y de la cual podemos implementar las estufas solares.

Solución

La estufa solar es un aparato que permite hervir agua y/o cocer los alimentos utilizando la energía del sol. Como no requiere el uso de ningún tipo de combustible ni de energía eléctrica, es una alternativa limpia a las estufas eléctricas, de leña y de gas.

Técnicamente, una estufa solar podría referirse a una estufa que obtiene su energía de paneles solares. Sin embargo, normalmente cuando hablamos de las estufas solares no nos referimos a un sistema que funciona con la energía solar fotovoltaica, sino de una estufa que aprovecha la energía solar térmica.

Es decir, dirige y enfoca los rayos del sol por medio de superficies reflectantes para aumentar su calor.

Hipótesis

El prototipo será una estufa con forma de antena parabólica, que funcionará con aluminio y con el sol, esta antena tiene que ser colocada con una base que la sostenga en el piso volteando a ver directamente al sol para que con las propiedades del aluminio y las del sol logren ya sea cocinar o calentar comida, esta estufa se considera que va a funcionar a su máxima capacidad a las 12 de la mañana, puesto que el sol calienta con mucha temperatura a esas horas.

Se tardará aproximadamente de 5 a 10 minutos hervir agua, de ahí cada persona podrá medir el tiempo que se necesite dejar un alimento de acuerdo a las propiedades de este último. Se considera que se podrá calentar o cocinar alimentos cuando exista poco sol, sin embargo se necesitará más tiempo de cocción.

Con este prototipo se quiere lograr reducir las emociones de gas butano, ya que como es bien conocido el gas butano afecta de manera casi irreparable al ambiente. Las estufas ordinarias desprenden emociones que hacen daño tanto al ambiente como a la salud del ser humano.

Lo que se quiere lograr es que las personas implementen este prototipo en sus casas, ya que es barato, ayuda al medio ambiente y sobre todo ayuda a prevenir posibles intoxicaciones a la salud del hombre.

Finalmente se quiere concluir que esperamos grandes resultados de la estufa solar, y de ser unos buenos resultados ponerlo en práctica en algunas casas y probar aún más su funcionamiento, y de esta manera hacer mejoras a esta.

Principios físicos

La transferencia de calor mediante, radiación, convección o conducción, para lograr un buen aprovechamiento de la radiación solar es muy importante tener en cuenta el ángulo de la estufa y las estaciones del año, por lo que se debe de mover la estufa según lleguen estos rayos, en cuanto a la reflexión de la luz y su aplicación se llevan a cabo 4 Leyes:

Segunda Ley de Snell: "La multiplicación del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia respecto a la normal es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Es decir, el componente del índice de refracción paralelo a la superficie es constante.

Ley de la reflexión: “Un rayo incidente sobre una superficie reflectante, será reflejado con un ángulo igual al ángulo de incidencia. Ambos ángulos se miden con respecto a la normal a la superficie” Es decir, el rayo entrará y saldrá con el mismo ángulo

Tercera Ley de Newton: “Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.” Es decir, a cada acción siempre se opone una reacción igual

Primera ley de la Termodinámica: “La energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva.” Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.

Este artefacto cuenta con 3 partes, la parrilla o soporte para el recipiente de cocción, el concentrador parabólico que es el encargado de concentrar la energía solar y la estructura soporte del sistema que se encarga de soportar las demás partes.

Su concentrador llamado reflector parabólico tiene un alto índice de reflexión, cuando el eje del concentrador está alineado al sol, son reflejados hacia el foco donde se encuentra el recipiente de cocción de alimentos. Los rayos solares reflejados elevan de forma instantánea su temperatura a valores que permiten efectuar cualquier tipo de preparación alimenticia.

Materiales

• Un rollo de papel aluminio

• 1 antena parabólica

• Un trapo

• Brocha para pintar

• Pegamento blanco

• Manta protectora térmica

• Una olla con tapa, de preferencia negra

• 1 Lija

• 1 Gafas de sol