Equipo [ESTUFA SOLAR HIBRIDA] JESSE DALYLA PÉREZ SÁNCHEZ [2DOB], MARÍA CAMILA LEÓN VEGA [2DOB], IKER ALEJANDRO MARCIAL BELTRÁN [2DOB]
Este proyecto consiste en la elaboración de una estufa solar híbrida la cual es un dispositivo que aprovecha la energía del sol para cocinar alimentos o calentar agua sin necesidad de utilizar gas electricidad o leña. Su funcionamiento se basa en el efecto invernadero que atrapa el calor dentro de una caja o superficie reflectante alcanzando temperaturas de 90 °C suficientes para cocinar de manera segura y limpia.
La estufa solar híbrida es un dispositivo de cocción diseñado para aprovechar 2 fuentes de energía diferentes: la energía solar térmica como fuente principal y una fuente de energía complementaria como lo es el gas natural para garantizar su funcionamiento en cualquier momento independientemente de las condiciones climáticas o la hora del día.
Los beneficios de emplear una estufa híbrida son principalmente la disminución del uso de combustibles fósiles como son el gas natural, el carbón y la madera de los árboles, logrando disminuir en un 50% en el uso de estos combustibles.
Con ello logramos aportar en la disminución de los gases de efecto invernadero debido a que la estufa híbrida al emplear como fuente natural el sol contribuye en la reducción de los gases contaminantes como el CO2 que provocan el cambio climático, así como la disminución en el uso de combustibles fósiles ayudando de esta manera a nuestro planeta y al cuidado del medio ambiente.
Palabras clave: Energía solar, estufa híbrida, disminución, amigables y medio ambiente.
This project consists of the development of a hybrid solar stove, which is a device that takes advantage of the sun’s energy to cook food or heat water without the need to use gas, electricity or firewood. Its operation is based on the greenhouse effect that traps heat inside a box or reflective surface, reaching temperatures of 90 °C sufficient for safe and clean cooking.
The hybrid solar stove is a cooking device designed to take advantage of 2 different energy sources: solar thermal energy as the main source and a complementary energy source such as natural gas to ensure its operation at any time regardless of weather conditions or time of day.
The benefits of using a hybrid stove are mainly the reduction of the use of fossil fuels such as natural gas, charcoal and wood from trees, achieving a 50% decrease in the use of these fuels.
With this we manage to contribute to the reduction of greenhouse gases because the hybrid stove, by using the sun as a natural source, contributes to the reduction of polluting gases such as CO2 that cause climate change, as well as the reduction in the use of fossil fuels, thus helping our planet and the care of the environment.
Keywords: Solar energy, hybrid stove, decrease, friendly and environment.
Le Estufa solar híbrida le jump’éel dispositivo u meyaj yáanal ka’ap’éel fuentes energía: energía solar yéetel gas yo’osal u xu’ulsiko’ob le jant p’áatalij gas bey recurso ma’ renovable yéetel bey mismo le emisiones u CO2 u le jeets’.
La Estufa solar híbrida es un dispositivo que funciona bajo dos fuentes de energía: energía solar y gas con la finalidad de reducir el consumo de gas como recurso no renovable y así mismo las emisiones de CO2 al ambiente.
La estufa solar es un dispositivo que aprovecha la energía del Sol para cocinar alimentos o calentar agua sin necesidad de gas, electricidad o leña. Su funcionamiento se basa en el efecto invernadero, el cual consiste en atrapar el calor dentro de una caja o superficie reflectante, alcanzando temperaturas suficientes para cocinar de manera segura y limpia.
La estufa híbrida es un dispositivo de cocción diseñado para aprovechar dos fuentes de energía diferentes: la energía solar térmica como fuente principal y una fuente de energía complementaria (en nuestro caso elegimos complementar con un sistema tradicional de estufa de gas). Con esto se pretende garantizar su funcionamiento en cualquier momento, independientemente de las condiciones climatológicas o inclusive la hora del día.
Las estufas solares representan una innovación crucial para nuestra vida cotidiana, ya que nos permiten calentar y preparar alimentos todos los días, sin embargo, en días nublados o de noche cuando el sol se oculta la función como estufa solar se vería disminuida. Es por ello que nuestra estufa hibrida permite aprovechar los rayos del sol y al mismo tiempo combina los beneficios de una estufa de gas, reduciendo así nuestra dependencia de los combustibles fósiles en más de un 50%.
También nos permiten cocinar de forma más sostenible y saludable para todos. Imagine poder preparar tu comida sin gastar dinero, sin generar humo y sin tener el remordimiento que estas contribuyendo al cambio climático del mundo en general.
En comunidades rurales y en desarrollo, las estufas solares pueden ser una opción económica y sustentable, mejorando la seguridad de las personas al reducir la exposición a gases tóxicos y la deforestación por el uso de leña. Además, al ser una fuente de energía renovable, las estufas solares nos permiten mirar hacia un futuro más sostenible y respetuoso con el planeta mejorando y contribuyendo de esta forma a una buena calidad de aire.
En la actualidad, el 20% de la población en México pertenecen a zonas rurales las cuales carecen de acceso a fuentes de energías convencionales como lo es una estufa de gas, lo que les obliga a depender de métodos de cocción tradicionales como es el uso de carbón y leña que pueden ser perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Al mismo tiempo, las estufas de gas tradicional que son las más empleadas por la sociedad, generan un gasto de gas (natural, butano y propano) produciendo CO2 como principal producto de la combustión y al mismo tiempo consumiendo un combustible fósil que proviene de nuestro planeta como una fuente no renovable.
Las estufas solares son una alternativa sostenible y eficiente ya que utiliza la energía solar para cocinar alimentos, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles, mitigando el impacto ambiental y disminuyendo el uso del gas natural no renovable.
El excesivo uso de gas en México enfrenta múltiples desafíos: frecuentes fugas que ponen en riesgo a la población, una alta dependencia de las importaciones, especialmente de Estados Unidos, lo que genera vulnerabilidad ante variaciones inesperadas de precios e interrupciones en el suministro, una infraestructura limitada, particularmente en el sur del país, que dificulta la distribución y el aprovechamiento del gas, y un desperdicio de gas debido a la falta de infraestructura adecuada para su captura y uso, resultando en pérdidas económicas y un impacto ambiental adverso.
La estufa solar es una herramienta ecológica que aprovecha la energía del sol para cocinar los alimentos sin necesidad de gas, leña o electricidad.
El uso de las estufas solares minimiza el consumo de leña y carbón, lo que ahorra recursos forestales y disminuye la emisión de gases de efecto invernadero como el CO2. Además, al no requerir combustibles fósiles, se ahorra dinero a mediano y largo plazo. Así mismo se reduce la contaminación del aire al interior y fuera de los hogares; mejorando la salud de las personas que las utilizan y disminuyendo los gases de efecto invernadero.
Si logramos unir dos sistemas de cocción diferentes empleando un modelo de energía renovable como la energía del sol y la energía de gas como lo hacemos de manera convencional, entonces lograremos obtener una estufa hibrida la cual empleará dos sistemas diferentes para calentar alimentos, utilizando principalmente como fuente el sol, disminuyendo en más de 50% el uso de gas. Al utilizar una estufa solar hibrida, analizaremos cómo funciona al combinar la energía solar con otra fuente de apoyo (Gas), dependiendo de los resultados se determinará si la combinación de ambas fuentes de energía mejora su rendimiento y permite cocinar incluso sin la presencia de suficiente luz solar.
Si se combina la energía solar con gas como fuente de apoyo en el diseño de la estufa hibrida, deberá ser posible cocinar alimentos incluso en momentos donde la radiación solar sea muy baja o insuficiente. Entonces esta combinación permitirá el uso principal de energía del sol, reduciendo el uso del gas, por lo tanto, disminuyendo el gasto económico y efectos negativos hacia el medio ambiente, la estufa mantendrá un calentamiento constante, lo que la convierte en una opción practica y menos contaminante a comparación de una estufa normal de gas.
Diseñar, construir y evaluar una estufa solar hibrida que funcione con dos fuentes de energía diferentes: energía solar y gas. Así mismo se busca evaluar su eficiencia bajo condiciones normales de luz y para en caso que no se cuente con sol se ofrece un sistema hibrido donde podamos disponer también y en menor consumo, el gas. Con esto disminuiremos los costos por consumo de gas y al mismo tiempo, reduciremos el uso de combustibles fósiles contribuyendo de esta forma al cuidado del medio ambiente.
Se busca crear una alternativa sostenible y accesible para la cocción de alimentos, especialmente en comunidades rurales y de bajos recursos en México. La estufa solar deberá ser fácil de usar, mantener y transportar, utilizando materiales locales y reciclados siempre que sea posible. El proyecto incluye la optimización del diseño para poder captar la mayor energía solar y la retención de calor, así como la evaluación del rendimiento térmico para garantizar buenos tiempos de cocción y una calidad de cocción de calidad. Se espera que este proyecto contribuya a mejorar la calidad de vida de las comunidades, promoviendo el desarrollo sostenible.
ODS13 Acción por el clima. Busca adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos. Reconoce que el cambio climático es una de las mayores amenazas para el desarrollo sostenible, la vida en el planeta y el bienestar humano. La quema de combustibles fósiles y biomasa (como la leña) libera grandes cantidades de CO2, el principal gas de efecto invernadero. Un horno hibrido utiliza energía limpia del sol, evitando la emisión de CO2 y otros gases contaminantes, si bien aún requiere del uso de gas, este es bastante ocasional haciendo que el impacto negativo sea reducido.
ODS7 Energía asequible y no contaminante.
Intenta garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos, propone aumentar el uso de energías renovables, mejorar la eficiencia energética y ampliar el acceso a la electricidad en todo el mundo. Muchas comunidades en países en desarrollo no tienen acceso a fuentes de energía modernas y limpias un horno hibrido proporciona una forma accesible y sostenible de cocinar alimentos, mejorando la calidad de vida de las personas.
ODS3 Salud y bienestar.
Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades. Las estufas solares contribuirían a la mejora de la calidad del aire, utilizan una fuente de energía gratuita e inagotable y ayuda a preservar mejor los nutrientes, el sabor y la textura de los alimentos.
La primera estufa solar fue inventada en 1767 por Horace de Saussure. Él hizo experimentos con el efecto invernadero y también cocinó con el Sol. Utilizó una cocina tipo horno. La verdadera pionera de las cocinas tipo horno fue la Dra. Maria Telkes, de origen húngaro. Ella hizo trabajos fundamentales entre 1950 a 1970. Sus trabajos sirvieron de base a decenas de investigadores en todo el mundo. Una cocina solar es un aparato similar a un horno que utiliza el calor de la luz del sol para cocinar los alimentos. Se elimina la necesidad de combustible o electricidad para el propósito de la cocción. Las cocinas solares están disponibles en varios tamaños y configuraciones, pero tienen sus pros y sus contras.
La mayor ventaja de las cocinas solares es su respeto al medioambiente. Mediante el uso de una cocina solar también puedes: Dejar de lado tu dependencia al gas o la electricidad. Mantener una mejor calidad del aire interior. Reducir la cantidad de emisiones de monóxido de carbono. Disfrutar de temperaturas más frescas en casa y ahorrar más combustible al reducir la necesidad de aire acondicionado.
Lo que proponemos es un sistema híbrido donde un reflector (o colección de reflectores) concentra la radiación solar sobre el mismo lugar donde se aplica el calor del quemador. Ese “punto” será normalmente la base o la superficie de la olla/punto de cocción. Si lo hacemos bien, cuando hay sol la mayor parte del calor vendrá del reflector; cuando no hay sol, el quemador proveerá el calor.
Fórmula de la parábola tipo
f = R² / (4·d)
Donde R = radio del plato (m) y d = profundidad del plato (m).
Para nuestro caso el diámetro D = 52 cm → R = 26 cm, profundidad d = 5 cm → f = 33.8 cm. Eso te dice a qué distancia del centro debe estar la olla para recibir la máxima concentración.
Partes que integran el calentador:
-Un montaje estable, redondo, con tres niveles:
Y todo arriba de una parábola reflectora.
-Olla centrada, sostenida por un aro metálico. El aro está justo en el foco solar.
-Un espacio pequeño donde entra la luz concentrada sin bloquearse.
-Un anillo quemador de gas que rodea el punto central.
-Una base metálica que sostiene la estructura.
-Anillo quemador (de gas), como un aro con muchos pequeños orificios alrededor.
Procedimiento de construcción.
Es la encargada de concentrar la luz.
Puede ser redonda, tipo antena satelital. Queda orientada hacia el sol, apuntando el reflejo hacia el centro.
Barras de metal que salen del borde de la parábola hacia arriba. Su función es sostener el quemador y la olla.
Tiene forma de círculo y No tapa el centro.
Se ubica exactamente en el foco de la parábola.
Debe tener una base resistente al calor del sol y del gas.
Incluye tubería, regulador y válvula de seguridad.
Todo por fuera del área de calor directo. El tubo entra por un costado y no por debajo.
Funcionamiento.
Cuando hay sol:
Cuando está nublado:
Empleando nuestra estufa solar híbrida hemos logrado alcanzar temperaturas hasta de 80°C cociendo alimentos como son carnes, huevo y calentar agua para café. Con ello aportamos una forma menos dañina para calentar y freír sin dañar el medio ambiente al mismo tiempo ahorramos energía.
Como resultado al utilizar una estufa solar híbrida conseguimos la obtención de un sistema de cocción más eficiente, económico y sustentable, ya que combina la energía solar con el gas para garantizar su funcionamiento en todo momento.
Al aprovechar la energía del Sol, la estufa logra transformar la radiación solar en energía térmica, lo que permite cocinar los alimentos sin consumir gas durante las horas de mayor luz solar. Esto genera un ahorro significativo de combustible, lo que a su vez reduce el gasto económico en el hogar. También, se reducen las emisiones de CO₂ al ambiente porque aprovecha la energía solar, que es limpia y renovable, para cocinar, y solo usa gas o electricidad como apoyo cuando no hay suficiente sol, con ello se tiene una disminución de la contaminación ambiental, ya que se reduce la emisión de gases contaminantes producidos por la combustión del gas. Cuando no hay suficiente radiación solar, como en días nublados, lluviosos o durante la noche, el sistema híbrido permite utilizar gas como fuente de respaldo, asegurando que la estufa continúe funcionando sin interrupciones, consiguiendo el uso práctico y confiable para el uso diario.
A lo largo de este proyecto, hemos explorado en profundidad el potencial de las estufas solares como una solución sostenible y eficiente para abordar los desafíos energéticos y ambientales que enfrentamos en la actualidad. Desde su funcionamiento básico hasta su impacto en la reducción del carbono, hemos analizado cómo estas tecnologías pueden ser clave para mitigar los efectos del cambio climático y mejorar la calidad de vida de las comunidades vulnerables.
Hemos estudiado cómo las estufas solares utilizan la energía solar para cocinar alimentos, aprovechando la radiación solar para calentar superficies y retener el calor. Este conocimiento nos ha permitido comprender su eficiencia y potencial como alternativa a métodos tradicionales de cocción.
Hemos analizado cómo el uso de estufas solares puede reducir significativamente la deforestación y las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la quema de combustibles fósiles. Esto es especialmente relevante en áreas rurales y comunidades que dependen de métodos tradicionales de cocción.
Este proyecto nos ha permitido no solo comprender los aspectos técnicos y científicos detrás de las estufas solares, sino también reflexionar sobre su importancia en el contexto global de sostenibilidad y cambio climático. La solución hacia fuentes de energía más limpias y renovables es crucial para mitigar los efectos adversos del calentamiento global y garantizar un futuro más equitativo y sostenible para todas las comunidades.
Libro 1: Algebra Baldor 4° edición
Autor/Editor: Aurelio Baldor
Editorial: Patria Educación
Páginas: 478-482
Libro 2: La primaria, como acabar con la pesadilla de las tareas. Segunda extensión
Autor/Editor: Gonzalo Ang
Editorial: Editorial de los libros Reader ’s diggest Mexico SA de CV
Páginas: 560-569
Libro 3: Solar Cooking: International Conference Proceedings
Autor / Editor: COMPLES (Committee on Man and the Biosphere – Solar Energy)
Editorial: COMPLES / UNESCO (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura)
Año: 1983
Páginas: 3–7
