El Concentrador Solar

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TABASCO
DIVISIÓN DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN
TRABAJO RECEPCIONAL
“EL CONCENTRADOR SOLAR COMO MEDIDA ALTERNATIVA
DE UN HORNO”
QUE PRESENTA PARA OBTENER EL TITULO
DE TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
BIBIANA DEL CARMEN HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ
MATRÍCULA:
420810044
EMPRESA:
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TABASCO
ASESOR EMPRESARIAL
LIC. BRUNO EHUAN PINO
ASESOR ACADEMICO
ING. ANA EDITH PALOMINO
VERGARA
PARRILLA, CENTRO, TABASCO AGOSTO, 2010

2. AGRADECIMIENTOS
A DIOS:
Por darme la oportunidad de la vida y brindarme la voluntad para poder desarrollarme y crecer
como persona, siempre aprendiendo algo nuevo cada día en el mundo que él ha creado.
A MI FAMILIA:
Por ser el sustento y mi fuerza para seguir adelante, por la confianza que han depositado en
mí, y por el profundo cariño y apoyo que agradezco jamás me ha faltado por su parte, el cual
me impulsa a querer seguir superándome.
A MIS ASESORES Y MAESTROS:
Porque han creído en mí y se han esforzado bastante en tratar de guiarme y enseñarme
correctamente. También, por el apoyo y la preocupación que me han demostrado, pidiendo que
de lo mejor de mí en cada cosa que realizo y nunca me de por vencida.
Y en general, al resto de personas que han contribuido de una u otra manera a mi
crecimiento como ser humano, siempre ofreciéndome su ayuda y consejo en todo momento.
GRACIAS.
I

3. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo tiene como finalidad la difusión de los usos y ventajas que tiene el uso de la
energía solar en nuestro país, México, que cuenta con altos índices de insolación. Se desglosa
así en el documento la información relacionada a lo que son los concentradores solares,
enfocándose más específicamente en su aplicación como el horno solar.
El trabajo está divido en 3 capítulos, de los cuales, en el primero se presenta un marco general
y breve (marco metodológico), que contiene las generalidades del área en donde se efectúa el
proyecto, la definición del mismo así como los antecedentes y la justificación de su desarrollo.
También incluye los objetivos que se pretenden lograr, el alcance que tendrá el proyecto, el
impacto y la metodología que se siguió para la elaboración de esta investigación. Se anexa de
igual manera un cronograma de trabajo, donde se muestra la planeación de tiempo llevada a
cabo.
En el segundo capítulo, que es el marco teórico, se profundiza acerca del tema de la energía
solar. Se comienza por introducir su definición así como sus ventajas, desventajas,
antecedentes, entre otros. Habiendo desarrollado esa parte, se continúa con el tema de los
concentradores solares; de allí se desprende más adelante su aplicación en cuanto a los
hornos solares, que es el punto fundamental en esta investigación. Posteriormente, este
apartado se cierra con el tema del potencial de la energía solar en México, donde se explica la
conveniencia de aplicar este tipo de tecnología en el país.
El tercer y último capítulo es el marco de aplicación, donde se presentan los modelos
matemáticos usados para el diseño y estudio del horno solar. Igualmente, se muestra el
prototipo realizado para sustentar este proyecto, que es un horno parabólico; el modo de
construcción y las pruebas que fueron realizadas con él se encuentran en este apartado
también.
Finalmente, el proyecto se cierra con la conclusión, las recomendaciones y los anexos; los
cuales servirán para declarar los resultados e incluirán información adicional para incitar el
estudio de la energía solar, o bien, para una comprensión mejor del trabajo presentado.
II

4. Lista de Tablas
Pág.
Tabla 2.1 Conversiones entre joule, BTU y watt-hora
.
.
12
Tabla 2.2 Temperaturas consideradas para establecer las tarifas domésticas
42
Tabla 3.1 Medidas para los segmentos de la parábola .
48
.
Lista de Gráficas
Pág.
Gráfica 2.1 BP Statistical Review of World Energy junio 2009
.
20
Gráfica 2.2 Modelo de recursos a futuro
.
.
.
20
Gráfica 3.1 La Ley de Wien
.
.
.
50
Lista de Imágenes
Fig. 2.1 El Sol
.
Pág.
.
.
.
13
.
.
.
14
Fig. 2.3 Consumo de las diversas fuentes de energía
.
.
19
Fig. 2.4 El concentrador solar
.
.
.
21
Fig. 2.5 Helióstato Sanlúcar 120
.
.
.
23
Fig. 2.6 Concentración lineal y puntual
.
.
.
24
Fig. 2.7 Canal parabólico .
.
.
.
25
Fig. 2.8 Tecnología disco Stirling
.
.
.
26
Fig. 2.9 Torre central
.
.
.
26
.
.
.
27
.
28
Fig. 2.2 Radiación solar
.
Fig. 2.10 Cocina solar parabólica
Fig. 2.11 Horno solar construido por Auguste Mouchot, en 1861
Fig. 2. 12 Hornos solares basados en el principio de acumulación y concentración
32
Fig. 2.13 La cocina solar Mínima
.
.
.
34
Fig. 2.14 Cocina solar plegable
.
.
.
34
Fig. 2.15 Pasteurizador de agua
.
.
.
34
Fig. 2.16 Diseño de Alejandro Diego
.
.
.
34
Fig. 2.17 Cocina de caja abierta
.
.
.
34
.
.
35
Fig. 2.18 Cocina de doble posicionamiento (DSPC)
Fig. 2.19 Cocina solar DATS
.
.
.
35
Fig. 2.20 Cocina solar paracuina
.
.
.
35
Fig. 2.21 Cocina solar parabólica
.
.
.
35
Fig. 2.22 Global Sun Oven
.
.
.
35
Fig. 2.23 Cocina solar Embudo
.
.
.
35
.
.
40
Fig. 2.24 Radiación Solar Media (Primavera)
III

5. Lista de Imágenes
Pág.
Fig. 2.25 Radiación Solar Media (Verano)
.
.
.
40
Fig. 2.26 Comida hecha en una cocina solar
.
.
.
43
Fig. 2.27 Proyecto de hornos solares en Nazareno
.
.
43
Fig. 3.1 Parábola – distancia focal = f
.
.
.
45
Fig. 3.2 Plano del disco y secciones
.
.
.
46
Fig. 3.3 Vista superior de una sección
.
.
.
46
Fig. 3.4 Marcación de los segmentos
.
.
.
47
Fig. 3.5 Longitudes de onda y sus respectivos colores
.
.
51
Fig. 3.6 Antena parabólica Sky
.
.
.
52
Fig. 3.7 Vidrio cortado
.
.
.
.
52
Fig. 3.8 Trípode
.
.
.
.
53
Fig. 3.9 Muesca
.
.
.
.
53
Fig. 3.10 Soporte superior
.
.
.
.
53
Fig. 3.11 Argolla
.
.
.
.
53
Fig. 3.12 Muestra del ángulo de 45°
.
.
.
54
Fig. 3.13 Muestra del ángulo de 120°
.
.
.
54
Fig. 3.14 Parte trasera pintada .
.
.
.
54
Fig. 3.15 Brazos pintados
.
.
.
.
54
Fig. 3.16 Horno sin pintar
.
.
.
.
55
Fig. 3.17 Horno pintado de negro
.
.
.
55
Fig. 3.18 Huevo estrellado
.
.
.
.
56
Fig. 3.19 Mezcla del omelette
.
.
.
.
57
Fig. 3.20 Torta de huevo
.
.
.
.
57
Fig. 3.21 Omelette cocinándose en el horno solar
.
.
57
Fig. 3.22 Salchichas comenzando a cocinarse .
.
.
58
Fig. 3.23 Salchichas listas
.
.
.
.
58
Fig. 3.24 Manzanas frescas
.
.
.
.
60
Fig. 3.25 Muestras de cocción
.
.
.
.
60
Fig. 3.26 Manzanas asadas
.
.
.
.
60
Fig. 3.27 Papas frescas
.
.
.
.
61
Fig. 3.28 Papas cocidas
.
.
.
.
61
IV

6. Lista de Anexos
Pág.
A. Características de los grandes hornos solares de un solo helióstato
.
68
B. Características de los grandes hornos solares de helióstatos múltiples
.
70
C. Resumen de especificaciones técnicas de algunas cocinas solares comerciales
72
D. Potencia total entregada por el Sol en diversos casos de condiciones atmosféricas
73
E. Radiación solar media (Primavera)
.
.
.
74
F. Radiación solar media (Verano)
.
.
.
74
G. Radiación solar mundial
.
.
.
75
.
.
75
.
H. Concentrador solar aplicado en forma de horno
V

7. ÍNDICE
Agradecimientos
.
.
.
.
I
Introducción
.
.
.
.
II
Lista de Tablas
.
.
.
.
III
Lista de Gráficas
.
.
.
.
III
Lista de Imágenes
.
.
.
.
III
Lista de Anexos
.
.
.
.
V
Contenido
.
.
.
.
VI
.
.
1
CAPITULO I. MARCO METODOLÓGICO
1.1 Generalidades de la empresa y área donde se desarrollará el proyecto
2
1.2 Definición del Proyecto
.
.
.
3
1.3 Antecedentes y justificación del proyecto
.
.
4
1.4 Objetivos
.
.
.
.
5
1.5 Alcance del proyecto
.
.
.
6
1.6 Impacto del proyecto
.
.
.
7
1.7 Metodología de trabajo para abordar la solución y/o desarrollo del proyecto
8
1.8 Cronograma de actividades
.
.
.
9
CAPITULO II. MARCO TEÓRICO
.
.
10
2.1 Energía solar
.
.
11
2.1.1 Concepciones de la energía
.
.
11
2.1.2 Principios de la energía solar
.
.
13
2.1.3 Antecedentes
.
.
.
15
2.1.4 Conversión de la energía .
.
.
16
2.1.5 Ventajas y desventajas de la energía solar
.
17
2.1.6 Principales problemas de aplicación
.
.
18
2.1.7 Crisis energética
.
.
.
19
.
.
.
21
2.2.1 Definición
.
.
.
21
2.2.2 Antecedentes históricos
.
.
.
22
2.2.3 La energía termosolar
.
.
.
23
.
2.2 El concentrador solar
.
VI

8. 2.2.4 Tipos de concentradores solares
2.3 El horno solar
.
.
25
.
.
.
.
27
2.3.1 Definición .
.
.
.
27
2.3.2 Antecedentes
.
.
.
27
2.3.3 Aplicaciones
.
.
.
30
2.3.4 Fundamentos del horno solar
.
.
31
2.3.5 Tipos de hornos solares .
.
.
32
2.3.6 Crisis de la leña
.
.
.
36
2.3.7 Efecto invernadero
.
.
.
37
2.3.8 Cultura y energía del sol .
.
.
38
.
.
.
39
2.5.1 Potencial en México
.
.
.
39
2.5.2 Tarifas eléctricas
.
.
.
40
2.5 La energía solar en México
2.5.3 La necesidad en las comunidades de bajos recursos o con
fallas eléctricas .
.
.
.
42
CAPITULO III. MARCO DE APLICACIÓN
.
.
44
3.1 Principios matemáticos
.
.
.
39
3.1.1 La parábola
.
.
.
39
3.1.2 Potencia emitida
.
.
.
49
3.1.3 Longitud de onda
.
.
.
50
3.2 Construcción del horno solar parabólico
.
.
52
3.3 Pruebas sobre la cocción de alimentos
.
.
55
3.3.1 Horno solar al mínimo
.
.
.
55
3.3.2 Horno solar mejorado
.
.
.
59
Conclusiones
.
.
.
.
62
Recomendaciones
.
.
.
.
63
Referencias bibliográficas
.
.
.
64
Anexos
.
.
.
68
.
VII

9. CAPITULO I
MARCO METODOLÓGICO

10. 1.1 Generalidades de la empresa y área donde se desarrollará el proyecto
La Universidad Tecnológica de Tabasco (UTT) es un organismo público descentralizado
orientado a la enseñanza en el nivel Superior. Dicha institución ofrece tanto los títulos de TSU
(Técnico Superior Universitario) como el de Ingeniero, en once y cinco carreras
respectivamente.
Nacida del análisis de los modelos educativos de países como Francia, Japón, Estados Unidos,
Gran Bretaña y Alemania; la UTT es creada en el año de 1996 por acuerdo de la Secretaría de
Educación Pública y el Gobierno del Estado, incorporándose así al Sistema Nacional de
Universidades Tecnológicas que cuenta ya con 60 instituciones de su tipo, de distintas regiones
de nuestro país; todas ellas adaptadas a los requerimientos de los sectores productivos de
cada región, con los cuales se vincula para lograr que sus estudiantes cumplan
satisfactoriamente las necesidades de formación académica y de desarrollo profesional.
OBJETIVO: Desarrollar la educación universitaria tecnológica, mediante la ejecución de
acciones académicas y de vinculación con el sector productivo de bienes y servicios, que
promuevan el desarrollo del individuo y de la sociedad.
MISIÓN: Formar profesionistas integrales con ética y compromiso social, aptos para afrontar
con eficiencia las oportunidades socio-productivas que la región presente.
VISIÓN: Ser una universidad reconocida por su liderazgo en la formación integral de personas
útiles al crecimiento de la región. Comprometida con el desempeño profesional de sus
egresados. Que entiende y atiende las necesidades del desarrollo sustentable del estado y la
región.
POLÍTICA DE CALIDAD: Lograr la excelencia en cada una de las actividades de la institución,
asumiendo la comunidad universitaria el compromiso de mejora continua, y así lograr la plena
satisfacción de nuestros clientes y el reconocimiento de la sociedad.
1
UBICACIÓN: Carretera Villahermosa-Teapa Km. 14.6, s/n.
Fracc. Parrilla II, Parrilla, Centro, Tabasco.
Tel. 01 993 358 22 22 / Fax 3 58 22 23
Lada sin costo 01 800 10 882 22
1
Portal de la Universidad Tecnológica de Tabasco. Información general,
<http://www.uttab.edu.mx/pages/informacion/index.htm> [Consulta: 5 Jul. 2010].
[en línea]. Dirección URL:
2

11. 1.2 Definición del Proyecto
Durante los últimos años los problemas relacionados a la contaminación del medio ambiente
han visto un considerable aumento, lo cual ha causado diversos efectos negativos no sólo en la
vida del planeta, sino en la calidad de vida del ser humano.
La iniciativa del proyecto “El concentrador solar, con aplicación en el Horno Solar” ha sido
tomada al hacer una consideración superficial del visible índice de crecimiento de la población,
así como las áreas o sitios remotos en cuyo caso la energía eléctrica es poco asequible o
estable; es por ello que al ser una de las necesidades primarias del ser humano el alimentarse,
se propone en este presente trabajo la construcción y/o utilización de los hornos solares como
método alternativo.
Es importante destacar que nuestro país, México, tiene como una de sus características
principales un clima seco y templado; esto favorece enormemente la aplicación del proyecto al
tener una continua y fuerte presencia de fuente de energía solar, con lo que se logrará de igual
manera una reducción de los contaminantes liberados por los hornos eléctricos.
Del mismo modo cabe mencionar que debido a la variedad de hornos solares existentes, hay
una gran capacidad de adaptación respecto al medio donde serán instalados, las necesidades
que han de cubrir, los materiales que les componen para protección contra condiciones
climáticas y el número de personas a las cuales darán abasto.
3

12. 1.3 Antecedentes y justificación del proyecto
“El uso doméstico de los hornos solares nos permite hacer un ahorro energético, ya
que disminuye el consumo de leña, gas licuado de petróleo o electricidad y la inversión es
recuperada a corto plazo.”
2
Cada año que transcurre en México, “el consumo eléctrico aumenta alrededor de un 3.9%;
asimismo, las tarifas del costo de la electricidad se ven incrementadas conforme el paso del
tiempo.”
3
La alternativa de los hornos solares es opción sustentable y asequible, sobre todo para las
zonas que son de bajo recursos o cuya ubicación es muy alejada de las grandes ciudades.
Cabe señalar también que:
“[…] las temperaturas moderadas que se alcanzan en los hornos solares permiten a los
alimentos conservar sus propiedades alimenticias con mayor calidad que la que se logra en
hornos y estufas convencionales, y debido al rango de temperaturas que se logra en dichos
dispositivos y la manera en que éstos se hallan construidos, se disminuye el riesgo de incendio
y accidentes durante su utilización.”
4
Hay que tomar en cuenta que uno de los problemas más sobresalientes en la actualidad, es el
calentamiento global de la Tierra y “la contaminación por emisión de hidrocarburos formados
por Hidrógeno y Oxígeno; lo que en combinación con otros elementos resulta en metano y
5
dióxido de carbono, cuyas propiedades son mantener el calor de un lugar” , y en este caso, el
de la Tierra, originando así el denominado “Efecto Invernadero”.
2
O. A. Jaramillo y J. A. del Río. Diseño de un horno solar, Centro de Investigación en Energía UNAM, [en línea].
Temixco,
Morelos,
México.
Dirección
URL:
<http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar15/HTML/articulo05.htm> [Consulta: 5 Jul. 2010].
3
Sala de Prensa del Gobierno Federal. El consumo energético por iluminación en México, [en línea]. Secretaría de
Energía.
Ciudad
de
México,
martes
5
de
enero
de
2010.
Dirección
URL:
<http://presidencia.gob.mx/prensa/?contenido=51799> [Consulta: 5 Jul. 2010].
4
Jaramillo, Río, Op. Cit.
5
IDEM.
4

13. 1.4 Objetivos
Objetivo general:
Demostrar la utilidad y eficiencia energética del horno solar a través de la construcción de un
prototipo experimental, para que sea una alternativa al horno convencional en comunidades
remotas o con frecuentes fallas en la red eléctrica.
Objetivos específicos:

Construir un prototipo para exponer las ventajas y características del uso del
concentrador solar como un horno.

Apoyar a las comunidades alejadas de la urbe o con bajos recursos por medio de los
hornos solares, para que así puedan obtener una mejor calidad en los nutrimentos de
los alimentos durante su cocción.

Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que repercuten en el medio
ambiente al promover la cultura de la economía solar y ecológica.
5

14. 1.5. Alcance del proyecto
Realizar un prototipo de concentrador solar, cuya aplicación será orientada a los hornos
solares.
Tiempo de duración: 14 semanas a partir de la fecha del inicio de la estadía.
Costos: Considerando los montos relacionados a fotocopias o impresiones para la
investigación durante el desarrollo del estudio, así como los materiales requeridos para la
elaboración del prototipo, la cantidad máxima estimada es de unos 750 pesos.
Características: La metodología que se utilizará es la ejecución de investigaciones respecto a
la eficiencia y aprovechamiento de la energía solar, junto con los resultados obtenidos a través
de las pruebas del prototipo del concentrador solar.
6

15. 1.6 Impacto del proyecto
Por medio de esta investigación y de la realización del prototipo solar, se espera:
Expresión cuantitativa:

Ahorro de 11 kg de leña por día.

Economización del 50% del costo energético mensual (gas, carbón, leña).

Prevención de 1 Tonelada de CO² por año.

Esterilización de 20 litros de agua por día, evitando enfermedades digestivas.

Ahorro de aproximadamente unos 100 árboles en 10 años.
Expresión cualitativa:

Mayor contribución al cuidado del medio ambiente.

Compromiso con la cultura de las energías renovables.

Mejor calidad de vida para las comunidades con bajos recursos.

Mejor conservación de los nutrimentos de los alimentos.

Imagen atractiva de los diferentes tipos de hornos solar que existen.
7

16. 1.7 Metodología de trabajo para abordar la solución y/o desarrollo del proyecto
La metodología a ocupar como apoyo para el desarrollo del proyecto y su propuesta solución,
se obtendrá a partir de la información documental contenida en libros y artículos de revistas
especializados; los cuales, tratan el tema de la energía solar como una fuente alternativa de
energía.
Entre los títulos a utilizar se encuentran: La revista “Epistemus de ciencia, tecnología y salud”
de la Universidad de Sonora. Energía y Desarrollo. Pp.65-70; el libro “Tecnología de las
energías solar, hidráulica, geotérmica y combustibles químicos” de Douglas M. Coinsidine, 1°
edición. Editorial Publicaciones marcombo, S.A. Pp.54-63; el texto “Química ambiental” de
Colin Baird, 1° edición. Editorial Reverté S.A. Pp. 179-250; el libro “Ciencias ambientales.
Ecología y desarrollo sostenible” de Bernard J. Nebel y Richard T. Wright, 6° edición. Editorial
Pearson Educación. Pp. 579-582; la “Guía para el desarrollo de proyectos de generación de
electricidad con energía renovable en y para los municipios” de Odón de Buen. Producido y
revisado por la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional, y preparado por
Abt Associates, Inc. Pp. 3-103; y finalmente, la “Energía solar fotovoltaica” hecho bajo la
coordinación de José Mompín Poblet, 2° edición. Editorial Marcombo, S.A. Pp. 9-16 y 234-240.
Posteriormente, esta información será complementada con algunas fuentes fidedignas de
Internet que se dedican tanto a la investigación, como al desarrollo y pruebas en lo que
respecto a la energía solar y a su uso en los hornos solares.
Por último, se procederá tanto a la construcción del prototipo del concentrador solar, así como
a la recopilación de los datos obtenidos a través de las pruebas realizadas con él.
8

17. 1.8 Cronograma de actividades
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Mayo
Actividad / Temporalidad
Junio
Julio
Semanas
Agosto
Revisión
Promedio
Estancia académica (Proyecto NARET)
Recopilación de la información
Organización de la información
Elaboración del Marco Metodológico
Revisión de la bibliografía
Selección de la bibliografía
Redacción del Marco Teórico
Redacción del Marco de Aplicación
Redacción de los últimos detalles
Revisión general del proyecto
Entrega final
9

18. CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
10

19. 2.1 La energía solar
Hoy en día, existen diferentes medios por los cuales podemos obtener energía para nuestro
uso común; durante los últimos años, se ha popularizado el uso y desarrollo de las fuentes de
energías renovables, siendo el motivo principal el obtener una fuente que no se agote ni agrave
las condiciones ambientales.
Para una mejor comprensión, se iniciará este subcapítulo con algunas definiciones básicas y
aspectos relacionados al tema.
2.1.1 Concepciones de la energía
“Hay tres elementos centrales en el dimensionamiento de los sistemas energéticos:
o
la cantidad de energía que se puede obtener de una fuente dada,
o
la potencia con la que se requiere entregar esa energía y,
o
la eficiencia con la que puede ser transformada para una aplicación útil.”
6
Cada uno de estos aspectos resulta relevante cuando se considera la planeación e
implementación de cualquier sistema que provea energía. De esta manera, tenemos que:
o
“Energía: Se define como la capacidad para realizar un trabajo.
o
Trabajo: Producto de una fuerza que empuja ‘algo’ por la distancia que recorre ese
‘algo’.”
7
o
“Potencia: Cantidad de trabajo que se efectúa por unidad de tiempo.
o
Eficiencia: Facultad para hacer algo determinado.”
8
Con estos conceptos podemos entender que, para mover o influir en un objeto tenemos que
usar una fuerza; es decir, necesitamos de una energía que pueda proporcionarnos la seguridad
de realizar un trabajo. Aquí es donde entra la importancia que se le ha dado desde hace siglos
a las fuentes de energía.
La energía tiene varias formas, por lo que se nos puede manifestar de distintas maneras. Sin
embargo, como la mayoría de las cosas, ésta necesita ser medida para conseguir un mayor y
adecuado aprovechamiento; además de que esto también nos permitirá conocer los métodos
6
DE BUEN, Odón. Guía para el desarrollo de proyectos de generación de electricidad con energía renovable en y para
los municipios. Producido y revisado por la agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional y
preparados por Abt Associates, Inc. México, 2010. p. 100.
7
IDEM.
8
CAMPILLO CUATLI, Héctor. Diccionario Escolar Academia Secundaria. Fernandéz Editores, 1era ed., México, 2002.
pp. 205, 443.
11

20. más eficaces en cuanto a su uso. Para tener referencias acerca de las dimensiones de la
energía, las cuales son de vital importancia, se presenta a continuación una tabla con las
unidades de medida más comunes:
Conversiones entre joule, BTU y watt-hora
Medida
Joule
BTU
Watt-hora
1 joule
1
0.001
0.0003
1 BTU
1 055
1
0.293
1 watt-hora
3 600
3.41
1
Tabla 2.1 Fuentes: Elaboración propia, con base en datos de (SENER 2008); cfr. Índice de Referencias.
9
A través de estas unidades, se demuestra el rendimiento que tiene la energía en cualquier tipo
de proceso que se realice para mejorar la calidad de vida humana (cocción de alimentos,
alumbrado público, aparatos electrodomésticos, industrias, entre otros.) Esto nos ayuda a tener
referencias palpables cuando medidas como el gramo, el litro o el metro se vuelven inútiles.
Se anexan a continuación unas últimas definiciones para facilitar el entendimiento de este
trabajo:
“Joule: Trabajo realizado por la fuerza de un newton, para un desplazamiento de 1 metro. Un
newton pesa, aproximadamente, lo que una manzana pequeña.
BTU: Es una unidad de energía inglesa. Es la abreviatura de British Thermal Unit. Un BTU
representa, en términos térmicos, la cantidad de energía que se requiere para elevar la
temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit (bajo condiciones atmosféricas
normales).
Watt-hora: Abreviado Wh, es una medida de energía utilizada, principalmente, para energía
eléctrica.”
9
10
De Buen, Op. Cit., p. 101.
IDEM.
10
12

21. 2.2.2 Principios de la energía solar
“El Sol representa alrededor del 98.6% de la masa del Sistema Solar. La distancia
media del Sol a la Tierra es de aproximadamente 149.600.000 de kilómetros, o 92.960.000
millas, y su luz recorre esta distancia en 8 minutos y 19 segundos.”
11
Es fundamental conocer el modo en que nuestra principal fuente de energía, el Sol, interactúa
con el medio a su alrededor; una vez que se ha comprendido esto, resulta sencillo aplicar los
conocimientos para nuestro beneficio propio, en este caso, el horno solar.
“La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse por su capacidad para
calentar algo (como agua y/o aire),
o bien para generar electricidad. La potencia de la
radiación varía según la latitud del sitio, el momento del día y las condiciones atmosféricas que
la amortiguan. Se puede asumir que en la superficie terrestre, en un día claro, al medio día
solar y en un plano normal
1000 W/m².”
12
a los rayos solares, la potencia de la radiación es cercana a los
13
Tenemos entonces que dicha radiación recibirá el nombre de irradiancia. La razón por la que
hay un gran interés en la investigación y el desarrollo de la energía solar, es porque el Sol es
una fuente de energía renovable; de cuya captura y uso para nuestro provecho, no dará lugar a
la emisión de contaminantes como lo harían los combustibles fósiles que ahora utilizamos.
Algo importante que hay que mencionar, aunque si bien no corresponde y se profundizará en
ello en otro subcapítulo, es la posición ventajosa de México en cuanto a la incidencia de rayos
solares.
Fig. 2.1 El Sol
14
11
Wikipedia, la Enciclopedia Libre. El Sol, [en línea]. Fecha de actualización: 11 de Julio de 2010. Dirección URL:
<http://es.wikipedia.org/wiki/Sol> [Consulta: 12 Jul. 2010].
12
Un plano normal es aquél en el que el ángulo entre la línea de incidencia de los rayos solares y el plano que los
recibe, es de 90 grados.
13
De Buen, Op. Cit., p. 15.
14
INVESMED. Una nueva adicción: Tomar el Sol, [en línea]. Dirección URL: <http://www.invesmed.com/wpcontent/uploads/2007/09/sol.jpg> [Consulta: 12 Jul. 2010].
13

22. 21
“Actualmente, la Tierra absorbe alrededor de 3000Q (10 Joules) anuales de luz solar,
con lo que sólo deberíamos convertir 0,02% de esta cantidad para satisfacer nuestras
necesidades (0,5Q).”
15
La mayoría de las cosas en el mundo funcionan, directa o indirectamente, gracias al Sol. Las
plantas realizan la fotosíntesis al absorber los rayos solares, los herbívoros absorben una
pequeña cantidad al comer las plantas; y a su vez, los carnívoros obtienen esta energía al
alimentarse de los herbívoros.
Esto representa un ciclo, en donde la energía solar es recibida y “reciclada”, siendo una parte
aprovechada por los seres vivos, mientras el resto regresa al espacio para ser reutilizado.
“La energía solar procede de las reacciones termonucleares de fusión que ocurren en
el Sol, donde se quedan todos los subproductos químicos y radioactivos. La luz que llega a la
Tierra va de la ultravioleta –que es bloqueada en gran parte por la capa de ozono- a la visible y
la infrarroja (energía térmica). Según un cálculo, sólo 30 días de luz equivalen a la energía de
todos los combustibles fósiles del planeta, conocidos o no. Por ejemplo, si toda la energía solar
que llega a las áreas pavimentadas de Estados Unidos se aprovechara, bastaría para
satisfacer todas las necesidades energéticas del país.”
16
Tomar parte de esta energía no altera el equilibrio energético en el ambiente, puesto que la
energía solar que absorben tanto el agua como el suelo se convierte en calor; y como ya se
había mencionado anteriormente, éste regresa al lugar de donde vino para continuar su ciclo.
Fig. 2.2 Radiación solar
17
15
BAIRD, Colin. Química Ambiental. Editorial Reverté S. A., 1era ed., España, 2004, pp. 247-248.
J. NEBEL, Bernard y T. WRIGHT, Richard. Ciencias Ambientales. Energía y Desarrollo sostenible. Editorial Pearson
Educación, 6ta ed., México, 1999, p. 580.
17
SANZ, Javier. Radiación solar en el agua, madregea, [en línea]. Fecha de publicación: 1 de Julio de 2008. Dirección
URL: <madregea.blogspot.com/2008_07_01_archive.html> [Consulta: 12 Jul. 2010].
16
14

23. 2.1.3 Antecedentes
La utilización de la energía solar viene desde hace bastante tiempo atrás, en la época donde
las primeras civilizaciones surgieron en el mundo; las cuales fueron conscientes de la enorme
cantidad de energía que el Sol era capaz de proveer.
“Los Griegos, son conocidos en la historia por cómo Arquímedes destruyó la flota
romana que sitiaba a Siracusa mediante el uso de espejos que concentraron la radiación solar.
Luego, Romanos y Griegos supieron utilizar ganancia solar para disminuir cargas térmicas en
casas y termas. Además, el conocimiento les sirvió para diseñar ciudades. Gran parte de este
conocimiento quedó en los trabajos de Vitrubio.
Antes del Siglo XIX se hicieron experimentos en la construcción de fuentes y artefactos
que aprovechaban el calor solar. Horace de Saussure hizo trabajos pioneros sobre el efecto
invernadero. Además, construyó las primeras cocinas solares en el Siglo XVIII.”
18
No solamente fueron las ventajas las que dieron origen al uso de la energía del Sol, sino
también la situación ambiental. Es de conocimiento general que el gran consumo de
combustibles fósiles, ha favorecido que la capa de ozono sufra daños; aunado a una
deforestación que no ha sido controlada como se debe, la temperatura de la Tierra se ha
elevado como consecuencia.
Es por ello que la iniciativa de aprovechar un recurso renovable y limpio, además de rentable,
como lo es Sol, ha surgido y se ha extendido a través de los años.
“Nuestro territorio tiene ubicación privilegiada para la explotación de la Energía Solar,
razón por la cual las diferentes administraciones están impulsando ideas que permitan que
cualquier persona o empresa interesada, pueda contribuir a la generación de electricidad
mediante la energía solar, bien sea fotovoltaica o térmica.”
19
18
Proyecto Explora. Capacitación en energía solar. Apuntes básicos. Energía solar y educación, Corporación de
Desarrollo Ecomaipo 2005, [en línea]. Dirección URL:< http://explora.ecomaipo.cl/fichas/solar.pdf> [Consulta: 12 Jul.
2010].
19
KinSolar Solutions. Antecedentes de la energía solar. Ingeniería solar, [en línea]. Dirección URL:
<http://www.kinsolar.es/castellano/antecedentes-energia-solar.php> [Consulta: 12 Jul. 2010].
15

24. 2.1.4 Conversión de la energía
Anteriormente, se habló acerca de la radiación solar que llegaba a la Tierra. Para que la
energía proveída por los rayos solares pueda ser utilizada, necesitamos primero conocer los
dos tipos de radiación que existen:
“Directa. La radiación directa es la que llega del Sol sin reflexiones o refracciones
intermedias.
Difusa. Es la radiación que es absorbida por la atmósfera en las nubes y el resto de
elementos atmosféricos y terrestres, y que es emitida por la bóveda celeste diurna, gracias a
los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar.”
20
Sin embargo, para poder tener provecho de dicha fuente de energía, es necesario convertir
esta última de manera que pueda ser útil; es decir, transformas los rayos del Sol en
electricidad.
Esto es lo que se como conversión de la energía, la cual bien puede ocurrir por dos
mecanismos:
“Conversión térmica. La luz solar, especialmente su componente infrarroja, la cual
alcanza la mitad de su contenido de energía, es capturada como energía calorífica por algún
material absorbente (un ejemplo es una superficie metálica brillante, que se calienta mucho
cuando se la expone a la luz solar.
Fotoconversión. La absorción de fotones asociados a los componentes ultravioleta,
visible e infrarrojo cercano a la luz solar, da lugar a la excitación de electrones del material
absorbente a niveles energéticos superiores, promoviendo cambios físicos o químicos (en lugar
de provocar una simple disipación de calor).”
21
Si bien la energía fotovoltaica es otra derivación de la utilización de la energía solar, en este
proyecto se dará solamente enfoque a lo que es la energía térmica. En este tipo de aplicación,
se hace una distinción entre dos sistemas.
“El sistema pasivo, que para operar utiliza la intervención no continua o adicional de
una fuente de energía (como lo es el uso de cajas solares como cocinas en los países en
desarrollo); y el sistema activo, que emplea fuentes adicionales de energía para funcionar (un
ejemplo son los calentadores de agua que necesitan de una bomba para obtener impulso).”
22
20
De Buen, Op. Cit., p. 15.
Baird, Op. Cit., p. 250.
22
IDEM.
21
16

25. 2.1.5 Ventajas y desventajas de la energía solar
En los apartados anteriores, si bien se ha mencionado que algunas de las ventajas del uso de
este tipo de energía es el cuidado del medio ambiente y el desarrollo sostenible, tampoco hay
que olvidar que uno de los aspectos más positivos es la inversión que se ve recuperada a largo
plazo.
“Las ventajas de la energía solar son:
 Es libre y muy abundante.
 Tiene un impacto ambiental bajo.
 Sus costes de operación son bajos.
 No requieren grandes suministros ni centrales, ni redes de distribución caras.
 Tiene aceptación pública como fuente de energía ‘natural’.”
23
Del mismo modo, es importante conocer no sólo el lado bueno, sino también las desventajas a
las cuales nos enfrentamos al implementar un sistema que si bien no es nuevo, todavía está
comenzando a expandirse por el mundo. Por este mismo motivo, las investigaciones y pruebas
relacionadas todavía no son de un número muy considerable, lo que hace factible el hecho de
que todavía haya aspectos a mejorar en la tecnología solar.
“Las desventajas de la energía solar son:
 Su disponibilidad es intermitente y, por tanto, requiere un almacenaje eficiente o la
construcción de sistemas de retroceso, con el fin de que el suministro de energía sea
continuo.
 Es una fuente de energía difusa. Provee una energía de baja densidad por unidad de
superficie de captación, con lo que se necesitan grandes áreas para captar energía (en
promedio, un kilovatio requiere un metro cuadrado).
 Para la construcción del captador de energía y para su almacenaje, se requieren
elevados costes de capital; esto contrarresta la naturaleza ’libre’ de la energía durante
varios años, hasta que la inversión se recupera.
 No recibe ayudas económicas ni créditos en buenas condiciones de los gobiernos que
reconozcan el bajo nivel de contaminación y de emisiones de gases invernadero que
ocasiona respecto al uso de combustibles fósiles.”
23
24
24
Baird, Op. Cit., p. 257.
Baird, Op. Cit., pp. 257-258.
17

26. 2.1.6 Principales problemas de aplicación
El problema fundamental es el mismo tanto para le energía fotovoltaica como para la energía
térmica. Debido a que esta tecnología apenas ha venido creciendo desde hace unos cuantos
años, los materiales de los cuales se dispone para aprovechar la luz solar a gran escala
todavía resultan ser de altos costos.
“El problema de aprovechar la energía solar radica en que hay que tomar una fuente
dispersa –en donde incida de manera uniforme en una vasta área- y concentrarla en las
cantidades y formas (como combustible y electricidad) adecuadas.
La dificultas es obvia: ¿qué se hace cuando no hay sol? El problema tiene tres
aspectos: (1) acopio, (2) conversión y (3) almacenamiento. Asimismo, en el análisis final,
superar estos obstáculos debe ser costeable.”
25
Aunado a ello, la implementación de una red que provea energía a ciudades o comunidades,
resulta en una inversión considerable; a pesar de que todavía no hay muchos proyectos
grandes, la certeza de que el desarrollo de la investigación en esta área logrará hacer a la
energía solar aún más rentable que la energía eléctrica algún día, es una inspiración que se ve
cada vez más cerca y que motiva a continuar con la construcción de los campos solares.
25
Nebel y Wright, Op. Cit., p. 581.
18

27. 2.1.7 Crisis energética
Día a día, la demanda de de energía en todo el mundo aumenta; y teniendo a los combustibles
fósiles como nuestra principal fuente de energía, es predecible la crisis que sobrevendrá
cuando estos finalmente se agoten.
El aumento de la demanda del petróleo, por ejemplo, no podrá seguir el ritmo por dos razones:
“1) Su multiplicación por 10 en los países desarrollados durante los últimos 50 años no
puede repetirse en todos los países.
2) La dependencia de la energía en los países desarrollados se ha hecho demasiado
grande. En el caso de Estados Unidos, hoy es de un 50%. Esta dependencia, así como su
contrapartida, que es la acumulación de riqueza en un reducido número de países que poseen
yacimientos de petróleo, dan fragilidad a todo el sistema.”
26
Es esencial señalar que aún cuando fuentes como el petróleo, el gas o el carbón sigan
existiendo por un largo periodo, conforme éstos se vayan agotando el precio sufrirá un
aumento que agravará la economía; además, esto resultará también en una desigualdad de
distribución de los recursos energéticos.
Anteriormente, había sido señalado por la WARES
27
que dicha crisis ocurriría en el año 1985 ó
2000; aunque todo indica que ésta apenas está iniciando.
Fig. 2.3 Consumo de las diversas fuentes de energía
28
26
Energía solar fotovoltaica. Por varios autores bajo la coordinación de José Mompín Poblet, director de la revista
“Mundo electrónico”. Editorial Marcombo, S. A., 2da edición, España, 1985, p. 9.
27
Grupo Internacional para otras fuentes de energía.
28
JCP. ¿De dónde nos llega la chispa? Crisis Energética, respuestas a los retos energéticos del SXXI. Aeren Aspo
Spain, [en línea]. Dirección URL: <http://www.crisisenergetica.org/index.php?topic=Informes&page=2> [Consulta: 12
Jul. 2010].
19

28. Conforme la tecnología avanza y crece, se requieren más y más cantidades de energía,
especialmente en lo que se refiere al sector industrial; aún cuando existan grandes reservas de
fuentes de energía no renovables, no hay que dejar de tomar en cuenta que se debe contar
con un respaldo.
Ya no sólo para el sustento de la población, sino para tratar de recuperar el equilibrio ecológico
que se ha ido deteriorando con el paso del tiempo.
Gráfica 2.1 BP Statistical Review of World Energy junio 2009
Gráfica 2.2 Modelo de recursos a futuro
29
30
29
30
IDEM. La demanda energética creció un 1,4% en 2008, la cifra más baja desde 2001.
IDEM. Modelando el futuro: recursos energéticos y cambio climático.
20

29. 2.2 El concentrador solar
Conociendo de antemano lo primordial acerca de la energía solar, este apartado se centrará en
los concentradores solares. Si bien estos últimos tienen una serie de aplicaciones, las cuales
se explicarán más adelante, es de importancia el ser conscientes de lo útiles que pueden llegar
a ser.
2.2.1 Definición
“Los concentradores solares son dispositivos que aumentan la densidad de radiación
solar en áreas específicas, buscando mejorar la eficiencia de conversión de calor en el trabajo.”
31
Básicamente, como su nombre lo dice, se encarga de concentrar la energía en un solo punto.
El funcionamiento es similar al de una lupa que enfoca la luz en un sitio en específico, logrando
de esa manera aumentar lo niveles de la temperatura.
Fig. 2.4 El concentrador solar
32
31
CABANILLAS LÓPEZ, Dr. Rafael E. Revista Epistemus. Ciencia, tecnología y salud. Universidad de Sonora, Junio,
2009, No. 6, p. 67.
32
PALACIO ROSAS, Gregorio. La energía solar en el Aula de Tecnología. Revista digital, Consejería de Educación de
la Comunidad de Madrid, [en línea]. Dirección URL:<http://www.educa.madrid.org/portal/web/revistadigital/experiencias> [Consulta: 13 Jul. 2010].
21

30. 2.2.2 Antecedentes históricos
Ya se había mencionado anteriormente el caso de Arquímedes, que utilizó varios espejos para
formar uno grande y cóncavo, quemando así las naves romanas tal y como una lupa puede
quemar hojas.
Por supuesto que, también hay más historias donde el concentrador ha demostrado su
potencial en el pasado:
 “En 1690, en Dresde, Alemania, E. W. Von Tschirnhausen construyó un horno solar
con un espejo cóncavo parabólico de 1.6 m de diámetro para cocer el barro utilizado en
la producción de objetos de cerámica.
 En 1774, el científico inglés Joseph Priestley descubrió el oxígeno (aunque no le dio
ese nombre), concentrando los rayos solares sobre lo que llamaba cal de mercurio (hoy
óxido de mercurio).
 El primer diseño de un colector plano para aprovechar el calor solar fue concebido en
la segunda mitad del siglo XVII, por el naturalista suizo Horace de Saussure.”
33
El concentrador solar ha tenido también aplicaciones desde tiempo atrás como un horno solar,
ya fuese utilizado para cocción de los alimentos, para fundición de metales o modelado del
barro.
33
GALVAN, Jessica, HERNÁNDEZ, Laura et al. El concentrador solar. Froylán Parroquín García, Cuernavaca, [en
línea].
Dirección
URL:
<http://www.acmor.org.mx/cuam/2009/Secund-Ciencia/507-SecFed%20No1ConcentradorSolar.pdf> [Consulta: 13 Jul. 2010].
22

31. 2.2.3 La energía termosolar
La radiación solar que es recibida por la Tierra, puede ser aprovechada a través de su calor, no
importa si es de tipo difusa o directa, o bien la suma de ambas (como ya se vio en la sección
de la conversión de la energía).
“En general, la tecnología termosolar o solar termoeléctrica, está basada en el
concepto de la concentración de la radiación solar para producir vapor o aire caliente, que
puede posteriormente ser usado para accionar plantas eléctricas convencionales. Es necesario
concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 ºC
hasta 1000 ºC, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se
podría obtener con temperaturas más bajas.”
34
La captación y la concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos que se
mueven automáticamente, de manera que siempre siguen al Sol para absorber su energía. A la
superficie reflectante y al dispositivo que le orienta, se les denomina helióstato.
Fig. 2.5 Helióstato Sanlúcar 120
35
Existen también dos tipos de concentración en cuanto a lo que es la captación de la energía
solar:
“La concentración puntual y lineal puede aprovechar solamente la radiación directa, y
no la difusa, debido a que esta última no puede ser concentrada. La concentración lineal es
más fácil de instalar al tener menos grados de libertad, pero tiene un factor de concentración
34
Afinidad eléctrica. Energías alternativas, la energía termosolar, [en línea]. Dirección URL:
<http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=189> [Consulta: 13 Jul. 2010].
35
Abengoa Solar. Energía solar para un mundo sostenible. Termosolar, [en línea]. Dirección URL:
<http://www.solucar.es/corp/web/es/tecnologias/termosolar/tecnologia_propia/heliostato_sanlucar_120/index.html>
[Consulta: 13 Jul. 2010].
23

32. menor; por lo tanto, puede alcanzar menores temperaturas que la tecnología de concentración
puntual.”
36
Como sus nombres lo dicen, la concentración puntual es aquella que combina los rayos solares
en un solo punto; mientras que la de tipo lineal, a diferencia de la primera, concentra la energía
en un solo haz o línea.
Fig. 2.6 Concentración lineal y puntual
36
37
37
Afinidad eléctrica, Op.Cit.
IDEM.
24

33. 2.2.4 Tipos de concentradores solares
Dependiendo de la óptica utilizada para la concentración, se han desarrollado tres tecnologías
para la producción de energía eléctrica, las cuales se describirán a continuación.
“a) Canal parabólico. Utiliza un reflector de canal cilíndrico parabólico, el cual refleja
los rayos solares en el foco de la parábola, que es un tubo con superficie selectiva para
absorber la mayor cantidad de radiación incidente y una cubierta de vidrio, para evitar las
pérdidas de calor al ambiente por convección.”
38
Este tipo de tecnología no sólo es limpia y madura, sino que cuenta con un historial que
demuestra, está preparada para ser llevada a cabo a gran escala. Su funcionamiento se basa
en el seguimiento solar. Los componentes que la integran son los siguientes.
“El reflector cilindro parabólico: La misión del receptor es reflejar y concentrar sobre el
tubo absorbente la radiación solar directa que incide sobre la superficie. La superficie especular
se consigue a través de películas de plata o aluminio depositadas sobre un soporte que le da la
suficiente rigidez. En la actualidad, los medios de soporte más utilizados son la chapa metálica,
el vidrio y el plástico.
El tubo absorbedor: Consta de dos tubos concéntricos separados por una capa de
vacío. El interior, por el que circula el fluido que se calienta, es metálico, y el exterior, de cristal.
El sistema de seguimiento del sol: El más común consiste en un dispositivo que gira los
reflectores cilindro parabólicos del colector alrededor de un eje.
La estructura metálica: La misión de la estructura del colector, es dar rigidez al conjunto
de elementos que lo componen.”
39
Fig. 2.7 Canal parabólico
40
38
Cabanillas López, Op.Cit., p. 67.
Afinidad eléctrica, Op.Cit.
40
IDEM.
39
25

34. La siguiente tecnología para la producción de electricidad es el disco parabólico, también
llamado disco Stirling (aunque en ocasiones en lugar de tener un motor Stirling, tiene turbinas).
“b) Disco parabólico. Como su nombre lo indica, consiste de una superficie reflectora
en forma de disco y la cual enfocada en dirección normal a los rayos solares, los refleja en un
área muy pequeña denominada foco. Allí se coloca el receptor, que para aplicaciones de
producción de electricidad se instala un motor térmico Stirling. Éste transfiere su energía
mecánica a un generador eléctrico acoplado al mismo conjunto. Los principales componentes
de un Sistema disco Stirling son el concentrador parabólico, el motor Stirling y el sistema de
seguimiento solar.”
41
Fig. 2.8 Tecnología disco Stirling
42
El último tipo de concentrador depende en gran medida de los helióstatos, puesto que son ellos
los que le brindarán la energía proveniente del Sol. Su funcionamiento está basado en una
torre; en dicha tecnología se puede incorporar el almacenamiento de la energía.
“c) Torre Central. Parte del concepto de enviar una gran cantidad de energía a un
receptor central fijo. Para lograr esto se utilizan helióstatos, los cuales son dispositivos
mecánicos que soportan espejos y que siguen el movimiento solar para reflejar los rayos
recibidos a un objetivo fijo, el cual generalmente se encuentra a una altura determinada sobre
una torre; de ahí su nombre de torre central.”
43
Fig. 2.9 Torre Central
44
41
Cabanillas López, Op.Cit., p. 67.
Afinidad eléctrica, Op.Cit.
43
Cabanillas López, Op.Cit., p. 67.
44
Afinidad eléctrica, Op.Cit.
42
26

35. 2.3 El horno solar
Se puede obtener energía de alta temperatura, que sea limpia y no contaminante, directamente
del Sol por medio de los hornos solares; los cuales han sido conocidos a través de toda la
historia.
2.3.1 Definición
“Tales dispositivos en realidad son concentradores solares que utilizan espejos o lentes
para captar y concentrar este abundante recurso energético renovable. En los últimos 25 años
se han desarrollado los hornos solares hasta el punto de que se pueda determinar su potencial
como fuente energética comercial de alta temperatura.”
45
Hoy en día los hornos solares pueden tanto construirse como comprarse a proveedores
comerciales, debido a que han tenido un rápido desarrollo; esto ha permitido hacerlos cada vez
más económicos para ponerlos al alcance de la gente, a pesar de que todavía hay algunos
aspectos que se deben mejorar.
Fig. 2.10 Cocina solar parabólica
46
2.3.2 Antecedentes
“El primer colector plano para aprovechar el calor solar fue diseñado por Horace de
Saussure, un naturalista suizo que experimentó en 1767 con el efecto físico del calentamiento
de una caja negra con tapa de vidrio expuesta al Sol. Las experiencias de Saussure son
relevantes porque descubrió que, al exponer estas cajas al Sol, la temperatura aumentaba en
45
M. COINSIDINE, Douglas. Redactado por 142 especialistas. Tecnología de las energías solar, hidráulica, geotérmica
y combustibles químicos. Editorial Publicaciones Marcombo, S. A., 1era ed., México 1989, p.5-54. Traducción de la
obra original Energy Technology Handbook.
46
Terra.org.
Ecología
práctica.
Cocina
solar,
[en
línea].
Dirección
URL:<
http://www.terra.org/html/s/sol/cocina/intro.html> [Consulta: 14 Jul. 2010].
27

36. el interior de cada una de ellas hasta el punto de alcanzar más de 85 ºC, hecho que permitía
cocer fruta.”
47
Los primeros tipos de hornos solares desde un principio, aunque improvisados, fueron sencillos
de construir. Su capacidad de concentración de calor es una aplicación útil que bien
aprovechada y difundida, podría ayudar a todas las comunidades del planeta, además de a
este mismo.
“Más adelante, Saussure experimentó con nuevas cajas hechas de madera y corcho
negro y, en contacto con el Sol, la temperatura llegó a los 100 ºC. Sin embargo, aislando el
interior de la caja a base de intercalar lana entre las paredes de la caja caliente, la temperatura
alcanzó los 110 ºC; incluso cuando la temperatura ambiental no era nada favorable. Eso le hizo
cuestionarse si la radiación solar en una montaña donde el aire era más transparente podría
atrapar menos calor. Para verificar su hipótesis, Saussure subió a un pico suizo y constató que,
a pesar de que la temperatura exterior era de 1 ºC, dentro de la caja caliente se superaban los
87 ºC. Además, cuando la temperatura ambiental alcanzaba los 6 ºC, porque descendía hacia
el llano, en el interior de la caja se mantenía el mismo calor. Saussure predijo: "Algún día este
ingenio, que actualmente es pequeño, barato y fácil de fabricar, puede ser de gran
utilidad". Este científico había tenido una visión, a pesar de que sus experimentos quedaron en
el olvido durante cerca de medio siglo.”
48
Fig. 2.11 Horno solar construido por Auguste Mouchot, en 1861
49
Por supuesto, que dentro de los antecedentes históricos de los hornos solares rústicos,
también se encuentran los grandes hornos solares que han sido desarrollados con el propósito
de investigación científica.
Entre éstos se encuentra el horno solar de Montlouis y el CNRS de 1000 kilowatts.
47
Ibidem. Los inicios.
IDEM.
49
IDEM.
48
28

37. “En 1948, bajo el liderazgo del profesor F. Trombe, el Centre National de la Recherche
Scientifique (CNRS) de París inició el diseño, construcción y desarrollo del primer gran horno
solar del mundo en Montlouis, en los Pirineos Franceses. Este horno se terminó en 1952 y
proporcionó 50 kilowatts de energía térmica En este diseño se utilizó un solo helióstato grande
que rastreaba continuamente el Sol para dirigir los rayos solares a un reflector concentrador
(parabólico o esférico), consistente en muchos elementos especulares menores, cada uno de
los cuales estaba conformado para concentrar la radiación incidente en un punto focal común.”
50
El éxito en su funcionamiento condujo a usar su diseño como el prototipo de los próximos
hornos solares grandes de un helióstato, durante lo que serían los siguientes 20 años.
“La contribución más valiosa al campo de la energía solar de alta temperatura, fue la
experiencia y los antecedentes que proporcionó al Laboratorio de Energía Solar de la CNRS, y
que condujo al diseño y construcción del horno solar más grande del mundo, el CNRS de 1000
kilowatts.”
51
En la sección de Anexos se presenta una tabla con las características del horno de Montlouis y
los tres hornos que fueron diseñados a partir de él.
El horno solar CNRS de 1000 kilowatts está en Odeillo, Font-Romeu (5900 pies de altitud). Fue
terminado el 1 de octubre del año 1970 luego de diez años que tardó toda su construcción.
“El costo del horno solar más grande del mundo fue de dos millones de dólares; dicho
monto subió a cuatro millones junto al costo de los edificios, oficinas y laboratorios anexos. Los
componentes del horno CNRS se describen a continuación:
Los helióstatos. Cada uno de los 63 helióstatos tiene 7.5 m de anchura por 6 m de altura, y
contiene 180 espejos planos de 50 x 50 cm. El área total de superficie especular de los
helióstatos es de 2835 m². Éstos se hallan directamente al norte de la parábola y están
ordenados en 8 terrazas. Cada terraza corresponde en elevación a uno de los pisos del edificio
que soporta a la parábola concentradora.
La parábola. Tiene una longitud focal de 18 m, 40 m de altura y 54 m de anchura, y el eje focal
tiene 13 m desde el primer piso. Consiste en 9500 espejos de vidrio inicialmente planos que se
curvearon mecánicamente y se ajustaron para proporcionar una imagen solar de un diámetro
mínimo en el punto focal.
Características térmicas. La energía focal que incide sobre un área de unos 2000 m² es
concentrada por el reflector parabólico en un área menor de 0.3 m². El 60% de la energía
50
51
Coinsidine, Op. Cit.
IDEM.
29

38. térmica total (cerca de 600 kilowatts) se concentra en un área menor 0.10 m² en el centro plano
focal de la parábola.”
52
2.3.3 Aplicaciones
Las cocinas y hornos solares son ideales para preparar alimentos, pasteurizar agua, prevenir la
erosión y desertización, favorecer la libertad y educación... Para todo ello solo hay un único
requisito: disponer de radiación solar.
Lo cual es muy abundante y accesible en la gran mayoría de las zonas del planeta.
“Históricamente, los hornos se han seleccionado para actividades de investigación y
desarrollo de las altas temperaturas. Tales actividades se pueden categorizar como: (1)
química de alta temperatura, (2) procesamiento a alta temperatura para fundir, purificar o
mejorar un material, (3) mediciones de las propiedades a altas temperaturas, (4) determinación
de la resistencia al choque térmico u otro comportamiento de los materiales, y (5) estudio de
los sistemas de conversión termosolar de alta temperatura.”
53
Hay 2 grandes escenarios donde las cocinas y los hornos solares son de gran ayuda, el
principal solventar la crisis de la leña que es usada como combustible, y que en muchos casos
es ya escasa y cada vez de más difícil acceso. El otro es en los países desarrollados, donde a
pesar de disponer de fuentes de energías abundantes y distribuidas, contribuimos con su
utilización al cambio climático y al expolio de recursos naturales.
La cocina solar representa una oportunidad solidaria, práctica y sabrosa para participar de los
caminos hacia la economía solar y ecológica. Además, como ya hemos visto, tiene numerosas
aplicaciones, de entre las cuales se puede citar:
“Procesamiento de la cerámica vitrificada. Por medio de un gran horno rotatorio de
cavidad, el Laboratorio de Energía Solar ha producido con éxito cantidades relativamente
grandes de circonia, sílice y alúmina fundidas.
Simulación de los efectos térmicos de las explosiones nucleares. El horno solar Odeillo,
del ejército francés, y el horno solar del ejército de E.U., fueron desarrollados
fundamentalmente para proporcionar un ambiente de energía térmica radiante que simulara los
efectos de radiación térmica producidos por una explosión nuclear.
52
53
Ibidem, pp. 5-55, 5-56.
Ibidem, p. 5-59.
30

39. Sistemas solares para la conversión de la energía térmica. En 1882, Mouchot utilizó un
gran concentrador parabólico orientable para calentar una caldera (en el punto focal), la cual
produjo vapor que movió una prensa en la Feria Mundial de París.”
54
“Cocción de alimentos. También existen referencias de un restaurante chino, que en 1894,
servía comida cocinada con el Sol.
Cirugía con láser. Una de las aplicaciones innovadoras que se estudian de la concentración
de rayos solares, es conducir esta fuente luminosa, por fibra óptica, hacia un instrumento
quirúrgico y utilizarla para diseccionar como si se tratase de un bisturí médico. De hecho, la
cirugía con láser hace tiempo que funciona con mucho éxito, y lo hace con un principio similar.
Sin embargo, es una tecnología muy cara (alrededor de 150.000 euros) y que requiere mucha
2
energía. Con la concentración solar no se pueden conseguir los 100 w/mm que aporta la luz
2
láser, pero se alcanzan entre 30 y 40 w/mm que son suficientes para muchas intervenciones
quirúrgicas. Esta energía, por ejemplo, es suficiente para desobstruir arterias coronarias,
extirpar tumores, etc.”
55
El horno solar en sí no va solamente dirigido al campo de los alimentos, sino que bien
aprovechado, puede utilizarse un mismo diseño para realizar distintitas actividades sin
repercutir al medio ambiente como lo harían otras fuentes de energía contaminantes.
2.3.4 Fundamentos del horno solar
Esencialmente, contamos con dos formas para aprovechar la radiación solar y convertirla en el
calor útil para cocinar. Se trata de dos principios físicos diferentes que pueden aplicarse
conjuntamente: los de acumulación y los de concentración. Las dos tecnologías pueden
también complementarse.
“Las de acumulación atrapan la energía solar a través del efecto invernadero y hacen
de horno. En éstas, las temperaturas de trabajo se sitúan entre los 80 y los 160 ºC.
Las de concentración aprovechan la propiedad de reflexión de una pared parabólica y alcanzan
temperaturas de más de 200 ºC, permitiendo hacer fritos con aceite. El coste, el tiempo de
cocción y el tipo de alimentos que se pueden preparar vienen determinados por el diseño de
cada tipo de cocina. La energía recogida en una cocina solar, en general, se utiliza para el
calentamiento para alcanzar la temperatura de trabajo. Un 20 % del total puede perderse por
fugas térmicas, el 35 % por vaporizar el agua y un 45 % por mantener la temperatura de
trabajo.”
56
54
Ibidem, p. 5-60.
Terra.org, Op. Cit. Aplicaciones.
56
Ibidem. El funcionamiento de la cocina solar.
55
31

40. Se
han
desarrollado
cientos
de
prototipos
de
cocinas
y
hornos
solares,
pues
el abanico de posibilidades es tan grande como la creatividad humana. Se puede llegar a hacer
funcionar un minúsculo horno aprovechando una pequeña caja de zapatos, o inclusive, llegar a
cocinar con un horno solar el volumen de 100 platos.
“También se han desarrollado modelos para la cocción solar con circulación forzada de
aceite, donde un captador plano solar calienta el aceite y éste llega al punto de calor
canalizado. Existen espectaculares sistemas de cocción solar por reflectores parabólicos con
seguimiento solar automatizado que funcionan generando vapor de agua que es canalizado
hasta la zona de preparación de los alimentos. Combinados con un sistema de combustible de
apoyo, se han llegado a elaborar 40 .000 platos en un día.”
57
Fig. 2. 12 A la izquierda, ejemplo de horno solar basado en el principio de acumulación. A la derecha, esquema de una
58
cocina solar parabólica basada en el principio de concentración de rayos solares
2.3.5 Tipos de hornos solares
Éstos se dividen principalmente en dos, que son las tecnologías de acumulación y
concentración que vimos anteriormente; las cuales igual pueden trabajar juntas. A partir de
ambas, se obtienen diferentes modelos de hornos solares que varían en diseño, forma y
tamaño.
Primero se mencionará cómo funciona el horno de acumulación:
“La transmisión del calor asociada a la energía del Sol se da a través del aire en
diversas longitudes de onda, una de las cuales es la infrarroja y que, por absorción, es captada
de forma diferente según el material. Podemos decir que el color que caracteriza a los
diferentes cuerpos es una magnitud determinante de su correspondiente capacidad para
reflejar la radiación solar.
57
58
IDEM.
IDEM.
32

41. Los objetos negros absorben toda la luz solar, mientras que los blancos la reflejan casi toda.
Esta capacidad de reflexión de la radiación solar es lo que genéricamente se conoce como
albedo. En términos generales, el albedo del planeta Tierra, por ejemplo, es de 0,37, es decir,
que refleja en el espacio un 37% de la luz que recibe del Sol.”
59
Básicamente, los hornos de acumulación, tal y como su nombre lo indica, acumulan la energía
que es absorbida por el sol a través de los materiales de los cuales están hechos; los cuales
tienen gran capacidad para reunir calor.
Por ejemplo, los vidrios y los plásticos transparentes permiten en gran medida que la radiación
solar los atraviese. En cambio, el resto de los cuerpos, en general, absorben una parte de la
radiación y la otra la reflejan.
“Uno de los principios básicos de captación de la radiación solar es lo que se conoce
como efecto invernadero. Éste se basa en la propiedad que tienen algunos materiales como el
vidrio de dejarse atravesar por la radiación solar, pero reflejar sólo una parte. Si dentro de un
receptáculo de vidrio, además, el color básico de los materiales es el negro, éstos concentran
con una gran dosis la energía recibida, de manera que los rayos infrarrojos no tengan bastante
energía para escaparse a través del vidrio.
Esta conversión de la radiación solar en energía calorífica a través de los rayos infrarrojos, que
permite que la temperatura de los objetos en su interior aumente, se conoce como efecto
invernadero. La temperatura alcanzada por los materiales afectados por el efecto invernadero
se puede transmitir por conducción y ésta permite, por ejemplo, cocinar los alimentos o
simplemente generar calor para hacer de sauna.”
60
A diferencia de los hornos de concentración, los de acumulación hacen uso del efecto
invernadero al aplicar su calor directamente sobre los alimentos, de manera que la energía es
aprovechada en vez de dispersarse al espacio como normalmente lo haría.
Seguidamente, se presentan algunos hornos solares que entran dentro de lo que es la
tecnología de acumulación.
59
60
Ibidem. Hornos de acumulación solares.
IDEM.
33

42. Cocinas de caja
Fig. 2.13 La cocina solar Mínima
61
Fig. 2.14 Cocina solar plegable
Fig. 2.16 Diseño de Alejandro Diego
Fig. 2.15 Pasteurizador de agua
Fig. 2.17 Cocina de caja abierta
El nivel de calor que os hornos de concentración pueden guardar en una pantalla parabólica,
puede ser de miles de grados cuando la superficie es enorme. Si bien la energía hidroeléctrica
se mide por la caída y el volumen del agua, así como la eólica por el barrido de sus hélices, en
el caso de la energía solar, ésta se mide por el área superficial que ha de cubrir.
“Una propiedad de los discos esféricos con la superficie cóncava, es que son capaces
de recoger y concentrar las ondas luminosas y sonoras. Según los metros cuadrados de este
receptáculo, la profundidad y la brillantez de la superficie, se alcanza (en un punto separado del
centro de la esfera que se conoce como punto focal) una determinada temperatura. A grandes
rasgos, podemos decir que una cocina solar parabólica permite obtener alrededor de 1kW por
2
cada 2 m de superficie de captación, con un rendimiento del orden del 50%. Los sistemas de
2
uso familiar acostumbran a utilizar superficies de algo más de 1 m .”
62
Dentro de los hornos solares de concentración, podemos encontrar los de tipo panel y
parabólico.
61
The Solar Cooking Archive. Cocinando con el Sol, [en línea]. Dirección URL: <http://solarcooking.org/espanol/>
[Consulta: 14 Jul. 2010].
62
Terra.org, Op. Cit. Cocinas solares de concentración.
34

43. Cocinas parabólicas y de panel
Fig. 2.18 Cocina de doble posicionamiento (DSPC)
Fig. 2.20 Cocina solar paracuina
63
Fig. 2.19 Cocina solar DATS
Fig. 2.21 Cocina solar parabólica
También existen cocinas mixtas, las cuales usan tanto los principios de acumulación como los
principios de concentración.
Cocinas de acumulación y concentración
Fig. 2.22 Global Sun Oven
63
64
64
Fig. 2.23 Cocina solar Embudo
The Solar Cooking Archive, Op. Cit.
Terra.org, Op.Cit., Cocinas solares.
35

44. 2.3.6 Crisis de la leña
La deforestación y la tala desmesurada de árboles para combustible y para proporcionar calor,
son otros motivos por los cuales se incita a utilizar las fuentes de energía renovables.
“Alrededor del 50% de los 3.200 millones de toneladas de madera recogida en todo el
planeta se quema como combustible. En algunos lugares, esta proporción llega a las cuatro
quintas partes. Las mujeres y los niños son los principales recolectores de leña como
combustible para cocinar, la cual representa el 80% de la energía consumida en los hogares de
los países en vías de desarrollo (un 40% en Latinoamérica, un 60% en África y un 80% en
Asia). Las mujeres dedican entre 1 y 5 horas al suministro de leña. En Haití, el 98% de los
árboles han sido talados para hacer fuego y cocinar; en Burkina Faso, el 90%. Una comunidad
rural tipo de un país no desarrollado destina el 89% del consumo energético a la cocción de
alimentos. Para la cocción se utiliza esencialmente leña, restos forestales y de los cultivos,
excrementos y otros. Curiosamente, en muchos de estos lugares la radiación solar es del orden
2
de los 5,5 kWh/m .”
65
Las consecuencias de esta presión resultan en la deforestación de los bosques tropicales, la
desertización y erosión de los suelos agrarios, las enfermedades y las alteraciones climáticas.
Hay que hacer conciencia que las emisiones de CO2 no hacen sino afectar el delicado equilibrio
ecológico de nuestro planeta.
Es un hecho preocupante que mientras el consumo de leña se incrementa en un 2% anual, la
producción de los bosques lo hace sólo en un 10% de los bosques existentes en el año
anterior, es decir, antes de ser talados.
“Cerca de 2.000 millones de personas están afectadas por la denominada crisis de la
leña. El déficit mundial de leña es de 1.000 millones de metros cúbicos al año. Como término
3
medio, se calcula que el consumo por persona es de unos 225 kg de leña al año (0,5 m ), pero,
esta cifra varía según los países. La deforestación causada estrictamente por la tala de leña
2
como combustible se calcula en unos 25.000 km /año.”
66
El impulso y la difusión de los hornos solares es una medida sustentable que contribuye a la
solución no sólo de este problema, sino de otros problemas relacionados a la contaminación y
a las comunidades con bajos recursos en cuanto a la energía eléctrica.
65
66
Ibidem. La crisis de la leña.
IDEM.
36

45. 2.3.7 Efecto invernadero
Uno de los principales problemas actuales, del cual bien se ha estado discutiendo sus
consecuencias y posibles respuestas desde años atrás. El efecto invernadero consiste en el
aumento de las temperaturas globales, debido al incremento de dióxido de carbono y de otros
gases en la atmósfera.
“Igual que cualquier otro cuerpo caliente, la Tierra emite energía; de hecho, la cantidad
de energía que absorbe el planeta y la cantidad de ella que emite, debería ser igual. La energía
emitida es infrarroja, la cual luego de ser absorbida por moléculas atmosféricas, como el CO2,
es reemitida en todas las direcciones; así pues, es redirigida a la superficie de la Tierra, y es
reabsorbida, calentando la superficie y el aire. Este fenómeno se demoniza efecto
invernadero.”
67
Gracias a este efecto, la Tierra puede mantener un calor constante, en lugar de conservar muy
bajas temperaturas en general, que son las que corresponderían sino existiesen los gases
atmosféricos que reabsorben la luz infrarroja.
Como todo, la Tierra es un sistema que debe tener su propio equilibrio, donde la energía que
entra debe ser igual a la que sale. Sin embargo, debido a uso desmesurado de fuentes
contaminantes, este equilibrio ya no existe.
“En la actualidad, aparte de la energía recibida del Sol, el sistema Tierra está
recibiendo una energía extra de entrada procedente del fuel, gas natural, carbón, fisión nuclear,
etc., que repercutirá en un aumento de la temperatura terrestre cuando la energía procedente
de dichas fuentes alcance valores comparables a la energía total recibida del Sol. Dicho
aumento tendrá repercusiones en cuanto a climatología, ecología, etc.”
68
El fenómeno que preocupa a los científicos ambientales no es el efecto invernadero, sino el
efecto invernadero intensificado; esto ocurre porque los gases que absorben la luz infrarroja
aumentan más y más, provocando que el calor en la tierra crezca también.
Uno de estos gases es el dióxido de carbono, del cual ya se han venido trabajando propuestas
para disminuir sus emisiones al medio ambiente.
67
68
Baird, Op. Cit., p. 181.
Mompín Poblet, Op. Cit., p. 13.
37

46. 2.3.8 Cultura y energía del sol
Conociendo que el Sol es materia, que la materia constituye unas de las bases fundamentales
del conocimiento y que el conocimiento es la base fundamental del desarrollo, en la actualidad
el hombre mira hacia el Sol con una nueva concepción, estudiando y analizando hasta dónde
puede ser aprovechada su energía.
Día a día el interés por la energía solar crece, pues es importante aprovechar lo que nos da
naturaleza de manera sabia, además de cuidarla también. Esta fuente renovable se ha
convertido en una importante fuente de energía eléctrica en zonas rurales del país.
“La educación energética de toda la población es de gran importancia, pues ello
significaría no sólo un mejor y más eficiente uso de los escasos recursos de combustibles
fósiles con que contamos, sino además una garantía en la transición hacia una economía
energética sostenible que descanse en la energía solar disponible en todo el territorio nacional.
De ahí la necesidad del conocimiento del origen y formas de utilización de nuestra principal
fuente de energía: El Sol.”
69
69
RAMÍREZ SMITH, Gilberto. Formación cultural sobre medio ambiente a través del conocimiento de la energía solar.
Publicaciones científicas, RevistaCiencias.com, [en línea]. Fecha de publicación: 18 de Diciembre del 2005. Dirección
URL: <http://www.revistaciencias.com/publicaciones/EEFuAElZZFwGTZvdWC.php> [Consulta: 14 Jul. 2010].
38

47. 2.5 La energía solar en México
Desde hace más de un par de décadas, en México se han integrado los mapas de radiación
solar, basados en las imágenes recibidas de los satélites y apoyados en algunas mediciones
hechas en ciertas localidades.
“Más de la mitad del territorio nacional presenta una densidad energética de 5 kWh/m²día (Vázquez O.M., Del Valle B. et al. 2007). Las regiones del país que cuentan con los más
altos niveles de insolación son: el Noroeste (Península de Baja California, Sonora), el Sur
(fuera de la zona húmeda del Golfo de México y la montañosa de transición entre el Golfo y la
Altiplanicie Mexicana) y, prácticamente, toda la costa del Pacífico (CONAE 2000).”
70
2.5.1 Potencial en México
México representa un territorio ideal para el desarrollo de la energía solar, debido a que tiene
un clima muy caluroso. Si bien en la actualidad los paneles fotovoltaicos resultan en costos
altos, al igual que la instalación de grandes campos de concentración solar, los hornos solares
resultan ser una alternativa positiva.
No se necesita de mucha inversión o materiales muy caros para el diseño de una cocina solar;
inclusive, las azoteas de las casa son un buen lugar en donde instalarlas. El horno solar es una
iniciativa limpia y prometedora con la cual se puede comenzar el desarrollo y la expansión de la
energía solar en México.
“Nuestro país presenta algunas ventajas importantes en este tipo de tecnologías:
a) Insolación. En términos de Radiación Directa Normal, México tiene valores muy
convenientes para la explotación del recurso solar usando tecnologías de concentración solar.
b) Ubicación. El territorio mexicano se encuentra comprendido entre los paralelos 15° N y 30°
N, esto permite utilizar campos helióstatos de menor medida; con un análisis simple se puede
concluir que el uso de suelo puede ser mejorado entre 5-20%, comparado con las plantas
construidas por arriba del paralelo 37° N.
c) Extensiones de terreno grandes. En los estados del norte y noroeste se tienen
extensiones de terrenos sin uso productivo por falta de agua y por el clima extremo, estas
áreas son susceptibles a ser usadas sin afectar el ambiente o actividades productivas, además
a menores costos que en otras regiones.
70
De Buen, Op. Cit., p. 16.
39

48. d) Infraestructura industrial. Las características que presenta la tecnología de las PTC
(Plantas de Torre Central), hacen posible que la industria nacional pueda adaptarse fácilmente
a una producción en masa para cubrir la demanda de helióstatos.”
71
México se encuentra en un contexto mundial propicio para la aplicación de fuentes de energía
renovables generado por el alza constante del precio del petróleo, además de la inevitable
sustitución de combustibles fósiles para evitar más impactos ambientales negativos.
En las figuras 2.24 y 2.25
72
se muestran los mapas de radiación solar en primavera y verano
respectivamente, donde se puede observar que más de la mitad del país es susceptible de
utilizar la energía proveniente del Sol. Ambos mapas también se encuentran en la sección de
Anexos, ampliados para un mejor estudio.
Fig. 2.24 Radiación Solar Media (Primavera)
Fig. 2.25 Radiación Solar Media (Verano)
2.5.2 Tarifas eléctricas
El consumo de la electricidad en el país, como en el mundo, va creciendo con cada año que
pasa; puesto que cada vez hay más población, es necesario contar con una manera inteligente
y económica de distribuir la energía.
El presente proyecto también tiene como finalidad el llevar los hornos solares a comunidades
donde la red eléctrica, debido a la lejanía u otros factores, falle continuamente; o bien, a
comunidades con escasos recursos.
71
Cabanillas López, Op. Cit., p. 69.
I. CASTRO, Galindo, VALDÉS M., S. Catálogo de Metadatos geográficos. Comisión Nacional para el conocimiento y
uso de la biodiversidad, [en línea]. Fecha de publicación: 15 de Agosto del 2001. Dirección URL:
<http://www.conabio.gob.mx/informacion/metadata/> [Consulta: 14 Jul. 2010].
72
40

49. “Las tarifas para servicios municipales (5 y 5A) normalmente se aplican al suministro de
energía eléctrica para semáforos, alumbrado vial y alumbrado ornamental –por temporadas- de
calles, parques y jardines públicos. Las tarifas tienen dentro de sí los siguientes componentes:
Mínimo mensual. La cantidad que resulte de aplicar las cuotas correspondientes al consumo
equivalente a 4 horas diarias del servicio de la demanda contratada.
Consumo de energía. Normalmente se medirán los consumos de energía, aunque en los
contratos respectivos se establecerán los procedimientos para determinar el consumo de
energía, de acuerdo con las características en que se efectúe el suministro de servicio y de
conformidad con las normas aplicables.
Demanda por contratar. Ésta corresponderá al 100% de la carga conectada. Cualquier
fracción de kilowatt se tomará como kilowatt completo.
Reposición de lámparas. El prestador del servicio deberá reponer lámparas, los aparatos y
materiales accesorios que requiera la operación de las mismas. Cuando el suministrador esté
de acuerdo en tomar a su cargo la reposición, se fijará en los contratos la forma para el cobro
de los gastos que origine este servicio adicional.
Depósito de garantía. Cuatro veces el mínimo mensual aplicable.”
73
En México la economía y/o rentabilidad de los proyectos depende de los costos que se evitan,
como en este caso, las traficas eléctricas cuyo precio tiende a seguir subiendo. Para el año
2009, los cargos por las tarifas 5 y 5ª por kWh se ubicaban entre 1.6 y hasta 2.5 pesos.
El otro tipo de tarifas que involucra a las comunidades directamente, es aquel que va destinado
a los sectores domésticos.
“Las tarifas que se aplican a los hogares son la 1, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F y la Doméstica de
Alto Consumo (DAC).
Las tarifas 1 a 1F se aplican a todos los servicios que destinen la energía para uso
exclusivamente doméstico, conectadas individualmente a cada residencia, apartamento,
apartamento en condominio o vivienda. Estos servicios sólo se suministrarán en baja tensión y
no deberá aplicárseles ninguna otra tarifa de uso general. Estas tarifas se definen en términos
de la temperatura media mínima en verano, a partir de reportes elaborados por la
SEMARNAT.”
73
74
74
Cabanillas López, Op. Cit., p. 46.
Ibidem, p. 50.
41

50. Temperaturas consideradas para establecer las tarifas domésticas
Tarifa
Temperatura promedio en
verano (en °C)
Menor a 25
25
28
30
31
32
33
1
a
1
1B
1C
1D
1E
1F
Límite para ubicarse en alto
consumo (kWh/mes)
250
300
400
850
1000
2000
2500
Tabla 2.2 Fuentes: Elaboración propia, con base en datos de (CFE 2009); cfr. Índice de Referencias
75
2.5.3 La necesidad en las comunidades de bajos recursos o con fallas
eléctricas
Un factor clave a la hora de desarrollar un proyecto de energía, es sobre todo, la disponibilidad
del recurso (en este caso, el Sol). La generación de la electricidad o de la energía calorífica
para nuestro beneficio por medio de la concentración solar, es una de las tecnologías más
prometedoras y que cada vez cuenta con más apoyo para su progreso.
México presenta un gran potencial en esta área, ventajas las cuales pueden amortiguar en un
futuro las tarifas de la electricidad e inclusive competir con las fuentes de energía
convencionales. Es un punto muy importante a considerar, en especial, cuando se trata de
comunidades que tienen necesidades.
La implantación de varios hornos solares en este tipo de lugares, puede fácilmente dar abasto
de comida a muchas personas o familias; los materiales de construcción son sencillos y
baratos a comparación de otras tecnologías, además de que el Sol, la fuente de energía, es
totalmente gratuito.
Un ejemplo de esto, es el proyecto de cocinas solares y ecológicas que se llevo a cabo en el
noroeste de Argentina por la OCAN (Asociación de Comunidades Aborígenes de Nazareno):
“Del 3 al 5 de Abril, estuvimos construyendo un futuro mejor con nuestros hermanos de
la comunidad de Nazareno. Cada familia consume un promedio de 400 kg mensuales. Los
cerros sufren cada vez más de escasez de leña y el gas es cada vez menos accesible.
Pudimos lograr la fabricación de 28 hornos solares con unas familias pioneras. Al mediodía del
domingo, después 2 días de construcción, cada participante cocinó en su horno solar. Los 28
platos solares salieron muy ricos: morcilla, asado de cordero con papa y tomate, pizza,
biscochuelo,
75
humitas,
empanadas,
pastel
de
choclo,
guiso...
IDEM.
42

51. Alcanzó para todos los participantes y los visitantes sin gastar ni 1 kg de leña. El sol es
abundante y gratuito.”
76
Fig. 2.26 Comida hecha en una cocina solar
77
Fig. 2.27 Proyecto de hornos solares en Nazareno
78
Muchas de las actividades productivas y de las necesidades en el país pueden hallar una
solución en esta nueva y prometedora tecnología.
Los recursos y las condiciones están en México, es hora de darle la oportunidad a los hornos
solares y a la energía solar para crecer en nuestro país; la cultura ecológica así como la visión
de un mundo sustentable son una realidad que podemos alcanzar.
76
Solar Inti. Proyecto por el desarrollo de cocinas solares y ecológicas destinado a familias de bajos recursos. En la
región noroeste de Argentina, en zonas que sufren desertificación, [en línea]. Fecha de publicación: 6 de Mayo del
2009. Dirección URL:< http://solarinti.blogspot.com/2009/04/grupo-6-28-hornos-solares-el-grupo.html> [Consulta: 14
Jul. 2010].
77
IDEM.
78
IDEM.
43

52. CAPITULO IIl
MARCO DE APLICACIÓN
44

53. El último capítulo de este trabajo dará a conocer las fórmulas matemáticas que se emplearon
para el diseño del horno solar, tanto para calcular su potencia como para calcular las medidas
más adecuadas para una superficie reflectante eficiente; se exponen aquí también los
materiales que fueron utilizados para hacer el prototipo.
Por último, se anexan los resultados que se obtuvieron durante la cocción de alimentos en el
horno solar.
3.1 Principios matemáticos
Se presentan a continuación las fórmulas matemáticas que fueron usadas. Se inicia con el
modelo matemático de la parábola, por medio del cual obtendremos las medidas adecuadas
que deberán tener las secciones de vidrio que se van a utilizar.
La meta es la demostración del cómo se distribuye la superficie reflectora del horno para
formar una parábola, con una distancia focal, un ángulo, un número de secciones y otras
constantes que dependen de dicha distribución.
3.1.1 La parábola
“La parábola es una curva dimensional, un lugar geométrico de los puntos del plano
equidistantes de una recta y de un punto fijo que resulta de cortar un cono circular recto por un
plano paralelo a una generatriz.”
79
La ecuación de una parábola es: y = a.x²
Donde “a” es una constante.
Para una parábola con distancia focal “f”:
a = 1/(4f)
Fig. 3.1 Parábola – distancia focal = f
80
79
MAYES, Lawrence. Guía para construir una superficie parabólica. Artículo traducido, [en línea]. Fecha de
actualización: 25 de Diciembre del 2005. Dirección URL: <http://cocinasolar.files.wordpress.com/2009/11/parabola.pdf>
[Consulta: 19 Jul. 2010].
80
IDEM.
45

54. Fig. 3.2 Plano del disco y secciones
81
Cuando se mira desde arriba, cada segmento asemeja un triangulo simple cuyo ángulo tope es
igual a 360°, dividido por el número total de segmentos (figura 3.4). Multiplicando la distancia
“X” por la tangente de la mitad del ángulo tope, se obtiene la mitad del triangulo en “X” desde el
centro del disco.
Este simple cálculo nos permite encontrar la longitud de los lados paralelos de los
cuadriláteros.
Fig. 3.3 Vista superior de una sección
Posteriormente, pasamos al diseño.
82
83
Primero se decide cuántas secciones se quieren usar; con más secciones habrá más exactitud,
pero también más trabajo. Se divide esta figura entre 360°, así se obtendrá el ángulo en el
81
IDEM.
IDEM.
83
IDEM..
82
46

55. vértice de cada sección. Ahora se toma la tangente de la mitad de este ángulo (por ejemplo, si
es de 30°, necesitaremos tan (15°), la cual es 0.268).
Segundo, se elije el tamaño del incremento en “X”. Éste no deberá ser mayor que el objetivo
ubicado en el foco: digamos 2 pulgadas para un micrófono, 4 pulgadas para una hamburguesa
u 8 pulgadas para una sartén. Ahora se elije la longitud focal. Ésta es la distancia entre el fondo
del plato al punto focal. Para calcular el valor de “a”, multiplicar f por 4 y obtener el resultado
recíproco. Ejemplo, si f es 8, entonces será 1/(4 x 8) = 1/32 = 0·03125.
Teniendo todos estos datos, se procede a configurar una tabla representativa, cuya estructura
es así:
1) Enumerar las filas a la izquierda.
2) En la próxima columna, poner el valor de las coordenadas “x” (cada fila aumenta con el
valor del incremento de “x” que se ha elegido).
3) Calcular el valor correspondiente de “y” y ponerlo en la siguiente columna; y = a * x².
4) En la columna correspondiente a “y1”: Se copia el valor para “y” proveniente de la
siguiente fila.
5) Para cada fila, calcular el cuadrado de la diferencia entre “y1” y “y”, adicionando
también el cuadrado del valor del incremento de “x”. “z” se obtiene de la raíz cuadrada
de esta suma.
6) En cada fila calcular “Vd”, el cual es igual al valor de “z” para esa fila, más todos los
valores de “z” en las filas precedentes.
7) La “distancia desde el medio”, es la mitad del ancho de la sección a la distancia “Vd”
desde el centro del disco. Se calcula multiplicando el valor de “x” en la siguiente fila por
la tangente ya encontrada.
De esta manera, se pueden tener medidas confiables para la construcción de los segmentos
que en conjunto, integrarán la forma de una parábola.
Fig. 3.4 Marcación de los segmentos
84
84
IDEM.
47

56. Tabla 3.1 Medidas para los segmentos de la parábola
row number
X
Y
y1
Z
Vd
from centre
1
0
0.00
0.45
6.02
6.02
2.18
2
6
0.45
1.80
6.15
12.17
4.37
3
12
1.80
4.05
6.41
18.57
6.55
4
18
4.05
7.20
6.78
25.35
8.74
5
24
7.20
11.25
7.24
32.59
10.92
6
30
11.25
16.20
7.78
40.37
13.10
7
36
16.20
x increment
6
f (focal length)
20
Sections
9
48

57. 3.1.2 Potencia emitida
Ya hemos descrito los principios matemáticos para el diseño de la parábola, por lo que a
continuación se complementará la información con la potencia que es capaz de emitir el
recipiente negro a partir del cual se hará la cocción de los alimentos.
La ley de Stefan-Boltzmann
85
establece que un cuerpo negro emite radiación térmica, con
una potencia emisiva superficial (W/m²) proporcional a la cuarta potencia de su temperatura:
Donde Te es la temperatura efectiva, o sea la temperatura absoluta de la superficie y sigma es
la constante de Stefan-Boltzmann:
Por lo tanto tenemos que:
Temperatura máxima del recipiente negro al ser calentado: 403 K
E= (5.67 x 10
-8
2
4
4
W/m * K ) (388 K) = 1285.02 W/m
2
“La ecuación indica que la potencia emitida crece muy rápidamente con la temperatura
y sólo es cero en el cero absoluto. La energía perdida por el cuerpo que ha emitido la radiación
puede ser ganada por otro cuerpo si este absorbe la radiación. No toda la radiación que incide
sobre un cuerpo es absorbida, sino sólo una fracción.
La termodinámica demuestra que la fracción de energía radiante absorbida por una superficie
es precisamente e. Es decir, los cuerpos que mejor emiten son los que mejor absorben. Un
cuerpo con e=1, emisor perfecto, sería también un absorbente perfecto. A tal cuerpo se le llama
cuerpo negro, porque al absorber por completo toda radiación que le llegara, se percibiría como
negro.”
86
Se ha tomado en consideración está fórmula debido a que aún cuando la superficie reflectora
del horno parabólico esté hecha de vidrio, el interior del recipiente donde se colocarán los
alimentos a cocinar será de material Peltre de color negro.
Se ha dispuesto de esta manera porque los colores y la temperatura tienen una relación;
cuanto más obscuro sea un objeto (negro), mayor tiene una capacidad de absorción de calor
tendrá. La razón es que:
85
Wikipedia. La Ley de Stefan Boltzmann.
Laboratorio de Física II (1° Ingeniería Industrial). Ley de Radiación de Stefan-Boltzmann. Universidad Carlos III de
Madrid, [en línea]. Dirección URL: <http://cocinasolar.files.wordpress.com/2009/11/parabola.pdf> [Consulta: 18 Jul.
2010].
86
49

58. “El color
negro absorbe todos los colores contenidos en la luz blanca, por lo que la
acumulación de calor es mayor. Según un estudio publicado recientemente, el negro absorbe el
98% del calor que llega a la superficie. En el caso del color blanco, el porcentaje solamente
alcanza el 20%.”
87
3.1.3 Longitud de onda
La Ley de Wien
88
es una ley de la física. Ésta declara que hay una relación inversa entre la
longitud de onda en la que se produce el pico de emisión de un cuerpo negro y su temperatura.
Donde T es la temperatura del cuerpo negro en Kelvin (K) y λmax es la longitud de onda del pico
de emisión en metros.
Las consecuencias de la ley de Wien es que cuanta mayor sea la temperatura de un cuerpo
negro, menor es la longitud de onda en la cual emite. A través de esta fórmula, también es
posible conocer la temperatura de un cuerpo si conocemos su espectro de emisión.
Gráfica 3.1 La Ley de Wien
89
Aplicado al horno solar, entonces tendríamos que la máxima longitud de onda es:
λmax= 0.0028976 m*K / 403 K = 7 190 Å = 719 nm
87
Saberia.com. El Saber sí ocupa un lugar. ¿Por qué el color negro atrae el calor?, [en línea]. Dirección URL:
<http://www.saberia.com/es/2010/07/por-que-el-color-negro-atrae-el-calor/> [Consulta: 18 Jul. 2010].
88
Wikpedia. Ley de desplazamiento de Wien.
89
IDEM.
50

59. Por lo tanto, el color de la longitud de onda será roja (luz infrarroja), tal y como se puede
comprobar en la siguiente imagen.
Fig. 3.5 Longitudes de onda y sus respectivos colores
90
90
SÁNCHEZ GUILLÉN, José Luis. Biología de Bachillerato, fotosíntesis. EdoCastur Pando, [en línea]. Dirección URL:
<http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/B3_METABOLISMO/t32_FOTOSINTESIS/TEST.htm>
[Consulta: 19 Jul. 2010].
51

60. 3.2 Estructura del horno solar parabólico
Para el cuerpo del horno se utilizó una antena parabólica elaborada por la compañía Sky, cuya
área es 5019.49 m².
Fig. 3.6 Antena parabólica Sky
Con ayuda de la tabla que se mostró anteriormente, se procedió a cortar el vidrio en trozos
triangulares, siguiendo las medidas dadas en dicha tabla. En total fueron 9 secciones, las
cuales puestas juntas, formaban una circunferencia.
El vidrio utilizado en el horno solar se pegó con pegamento para altas temperaturas, de manera
que pudiera resistir la energía del sol. Su espesor es de 6mm.
Fig. 3.7 Vidrio cortado
Se le hizo un soporte también, el cual consiste en dos piezas ajustables, permitiendo así que
todo el conjunto pueda desarmarse para poder ser trasladado (pieza por pieza) a otro lugar de
trabajo.
La primera pieza consiste en un trípode hecho de barras y soleras de aluminio, cuya función
será soportar la circunferencia con el vidrio pegado; para mantener un mejor equilibrio, se le
han hecho dos muescas lado a lado del tope del soporte, para que la superficie pueda encajar
más fácil.
52

61. Fig. 3.8 Trípode
Fig. 3.9 Muesca
La otra parte comprende al soporte donde se colocará el sartén junto con los alimentos a
cocinar, al cual se le han agregado dos argollas para graduar la altura; esto es debido a la
inclinación de los rayos del sol durante el paso de las estaciones, además de la hora del día,
los cuales pueden afectar ligeramente la distancia focal.
Fig. 3.10 Soporte superior
Fig. 3.11 Argolla
La altura total del horno ya armado es de 126 cm; de los cuales, 71 cm corresponden al
trípode, 10 cm a la circunferencia y los 45 cm restantes al soporte superior. El ángulo de las
patas del trípode es de 65°, mientras el de los brazos del soporte para el sartén, es de 120°.
53

62. Fig. 3.12 Muestra del ángulo de 45°
Fig. 3.13 Muestra del ángulo de 120°
Para finalizar la estructura y optimizar el calor concentrado, tanto la parte trasera de la
circunferencia así como el soporte de la olla fueron pintados de negro; tal y como se muestra
en las siguientes imágenes.
Fig. 3.14 Parte trasera pintada
Fig. 3.15 Brazos pintados
54

63. La vista final del horno solar parabólico se puede apreciar en la próxima imagen.
Fig. 3.16 Horno sin pintar
Fig. 3.17 Horno pintado de negro
3.3 Pruebas sobre la cocción de alimentos
Este apartado ha sido dividido en dos secciones de pruebas experimentales. Primero, se
presentarán algunas comidas hechas en el horno solar, pero sin este haber sido pintado en
negro y sin que la olla o sartén utilizado estuviese cubierto.
Esto es con fines de demostrar que el prototipo es funcional y capaz de cocinar alimentos, aún
cuando no esté operando a su máximo ni se haga esfuerzos por contener el calor concentrado.
Cabe señalar que toda comida realizada al aire libre debe estar estrictamente tapada para
evitar la contaminación, si ésta ha de ser ingerida posteriormente.
Se reitera una vez más, que la manera de cocinar presentada en esta sección, es solamente
para mostrar que el proyecto opera bien a pesar de no tener todas las buenas condiciones a su
disponibilidad.
La segunda parte, contiene la información de las recetas hechas, ahora con todas las
precauciones y medidas adecuadas para garantizar un mejor rendimiento; como es el
agregado de la pintura negra y el recubrimiento de los recipientes.
3.3.1 Horno solar al mínimo
Debido a que el calor que se reuniría en el sartén sería menor, puesto que se dispersaría al
ambiente al no estar tapado el recipiente, se seleccionaron tres comidas para realizar cuya
preparación fuese simple y sencilla.
55

64. La primera fue el popular “huevo estrellado”, no muy complicado de hacer.
Fecha de la prueba: Viernes 23 de Julio del 2010.
Pronóstico: 33 °C / 25 °C
Hora de inicio: 3:12 p.m.
Se armó la estructura del horno y se dejó un sartén de peltre calentar por unos 20 minutos. A
las 3:32 p.m., se colocó la yema del huevo en el recipiente. La temperatura que el prototipo
consiguió obtener fue arriba de los 60 °C; desafortunadamente, debido a que las condiciones
climáticas eran nubladas, los rayos solares fueron bloqueados constantemente.
La falta de calor proveído del sol, además de los cortos periodos en que su energía no era
detenida por las nubes, no permitió que el huevo se pudiese cocinar por completo. Por estas
razones, aparte de que el sol ya no era tan fuerte, se decidió finalizar la prueba.
Sin embargo, este obstáculo también demostró que a pesar de las medidas mínimas en que el
horno operaba, así como el clima desfavorable, el huevo pudo cocerse (si bien no del todo,
hubo buenos avances a pesar de la poca energía que recibió).
Hora de terminación: 4:30 p.m.
Resultados: El horno es capaz de concentrar calor y retener un poco para cocinar, aún cuando
la mayor parte se disperse al ambiente.
Fig. 3.18 Huevo estrellado
56

65. La segunda receta fue un omelette, también conocido como torta de huevo.
Fecha de la prueba: Domingo 25 de Julio del 2010.
Pronóstico: 35 °C / 25 °C
Hora de inicio: 12:17 p.m.
Se colocó el sartén de peltre en el horno y se dejó calentar por unos 10 minutos; después, se le
agregó el aceite, esperando así otros 10 minutos de precalentado antes de empezar a cocinar.
A las 12:35 p.m. se vertió la mezcla del omelette en la sartén, la cual no contenía ningún
ingrediente adicional aparte del huevo para hacer el proceso más simple.
Conforme pasaban los minutos, la mezcla comenzaba a adquirir solidez. Nuevamente, las
temperaturas alcanzadas fueron arriba de los 60°C; no pudiendo llegar a más por la falta de
una mejor concentración. Cuando dio la 1:20 p.m. se volteó la torta para permitir que otro lado
se cociera. Una media hora después, estuvo listo.
Hora de terminación: 1:50 p.m.
Resultados: La torta adquirió buena forma y solidez, aunque su sabor (debido a la exposición
al ambiente) fue algo simple.
91
Fig. 3.19 Mezcla del omelette
Fig. 3.20 Torta de huevo
Fig. 3.21 Omelette cocinándose en el horno solar
91
La ingesta de alimentos preparados al aire libre, como comida en vez de pruebas experimentales, sin estar aislados
de la contaminación, puede representar un peligro para la salud.
57

66. La última comida en esta sección, fueron salchichas para un emparedado.
Fecha de la prueba: Martes 27 de Julio del 2010.
Pronóstico: 34 °C / 20 °C
Hora de inicio: 1:00 p.m.
Se dejó calentar el recipiente en el horno durante quince minutos. Pasado ese tiempo, se
colocaron las salchichas en su interior, las cuales habían sido cortadas a la mitad por todo lo
largo. Al dar las 2:00 p.m., una cara estaba ya cocida, por lo que fueron volteadas para permitir
que la otra se cocinase también. Las temperaturas que se alcanzaron en el proceso fueron
similares a las de las dos pruebas anteriores, sin mucho calor concentrado.
Después de una hora las salchichas estuvieron listas para retirarse del horno.
Hora de terminación: 3:00 p.m.
Resultados: Las salchichas se cocieron a pesar de que entre momentos el sol era nublado.
Fig. 3.22 Salchichas comenzando a cocinarse
Fig. 3.23 Salchichas listas
58

67. 3.3.2 Horno solar mejorado
En la segunda parte de las pruebas realizadas con el horno, se presentan los resultados de la
cocción de alimentos al haber optimizado el proceso y haber tomado las medidas necesarias
para conservar mejor el calor concentrado.
La primera receta fue “manzanas asadas”, optando ahora por algo más grueso y pesado para
cocinar, ya que el rendimiento del horno debía de haber aumentado.
Fecha de la prueba: Sábado 31 de Julio del 2010.
Pronóstico: 35 °C / 25 °C
Hora de inicio: 12:30 p.m.
Como en ocasiones anteriores, se dejó calentar el horno y el recipiente a usar primero; la única
diferencia es que ahora la superficie posterior y los brazos habían sido pintados de negro,
además de agregar una tapa de vidrio a la olla usada.
Durante los quince minutos del precalentado, se procedió a retirar el corazón de dos manzanas
para después verter en su interior miel y canela en polvo. Al dar las 12:45 p.m., las dos frutas
fueron colocadas en el interior del recipiente negro y cubiertas con la tapa de vidrio.
A las 2:00 p.m., ambas comenzaron a dar muestras de estarse dorando. Unos 45 minutos
después, estaban completamente doradas; para asegurarse que estuviesen bien cocinadas, se
esperó finalmente algunos 23 minutos más. Las temperaturas alcanzadas superaron los 125
°C.
Hora de terminación: 3:20 p.m.
Resultados: Las manzanas se cocinaron bien y obtuvieron con un buen sabor.
92
Esta preparación fue tomada de una receta solar , cuya duración varía entre dos y cuatro
horas, dependiendo las condiciones y el tipo de manzanas elegidas.
92
Cocina Solar. Todo sobre el fascinante mundo de la cocina solar. Recetas, [en línea]. Dirección URL:
<http://cocinasolar.wordpress.com/recetas/> [Consulta: 30 Jul. 2010].
59

68. Fig. 3.24 Manzanas frescas
Fig. 3.25 Muestras de cocción
Fig. 3.26 Manzanas asadas
60

69. La segunda y última prueba fueron papas cocidas, a las cuales se les agregó pimentón y sal.
Éstas igual fueron tomadas de una receta solar.
93
Fecha de la prueba: Lunes 2 de Agosto del 2010.
Pronóstico: 35 °C / 25 °C
Hora de inicio: 1:35 p.m.
Primero se dejó calentar la olla por unos 20 minutos. Después se colocaron las papas en su
interior; pasada una hora, comenzaron a mostrar signos de estar cocinando. Al cabo de unos
36 minutos, estuvieron cocidas y listas.
A pesar de que entre momentos el sol era nublado, el calor que pudo reunirse fue efectivo para
lograr la cocción del alimento.
Hora de terminación: 4:30 p.m.
Resultados: Las papas resultaron cocinadas, aunque hubiera sido mejor agregar aceite para
darles un poco más de sabor.
Fig. 3.27 Papas frescas
93
Taringa. Recetas para horno solar, [en línea]. Dirección
cocina/1857913/recetas-para-horno-solar.html> [Consulta: 30 Jul. 2010].
Fig. 3.28 Papas cocidas
URL:<http://www.taringa.net/posts/recetas-y-
61