REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN U.E. ORLANDO ENRIQUEZ RODRIGUEZ
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE COCINA SOLAR COMO ALTERNATIVA ALTERNATIVA ENERGÉTICA
REALIZADO POR: BRACHO DARIANA CI: 26957253 FERNANDEZ RICHARD CI: 22399061 MORENO ADRIANA CI: 25800162 NIÑO YOLYMARI CI: 23887251 URDANETA GISBEL CI: 25491334 VILLALOBOS LISANDRO CI: 26200089 VILORIA DENNIS CI: 22336084
TUTOR METODOLOGICO:
TUTOR DE CONTENIDO:
ROMERO OSWALDO CI: 21973699
T.S.U. ROMERO JOHANNA CI: 11078546
SAN FRANCISCO, MAYO DE 2013.
INDICE GENERAL PORTADA………………………………………………………………………..i PORTADA………………………………………………………………………..i INDICE DE CONTENIDO………...…………………………………………….ii AGRADECIMIENTO...…………………………………………………………..iii AGRADECIMIENTO...…………………………………………………………..iii RESUMEN………………………………………………………………………..iv VEREDICTO……………………………………………………………………..v VEREDICTO……………………………………………………………………..v INTRODUCCIÓN………………………………………………………………....vi INTRODUCCIÓN………………………………………………………………....vi CAPITULO I...……………………………………………………………………..7 I...……………………………………………………………………..7 CAPITULO II……………………………………………………………………….9 II……………………………………………………………………….9 CAPITULO III………………………………………………………………………18 III………………………………………………………………………18 CAPITULO IV………………………………………………………………………22 IV………………………………………………………………………22 CONCLUSIONES………………………………………………………………….28 CONCLUSIONES………………………………………………………………… .28 RECOMEND ACIONES……………………………………………………………30 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………..31 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………. .31 ANEXOS…………………………………………………………………………….32 ANEXOS…………………………………………………………………………….32
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AGRADECIMIENTO Nuestro más sincero agradecimiento ante todo a Dios nuestro padre Celestial por guiarnos los pasos, darnos su protección, brindarnos fortaleza para afrontar lo mejor posible los problemas, a nuestros padres por su inmenso amor que se traduce en apoyo emocional, por su constante lucha del día a día para poder brindarnos lo mejor de nuestras vidas, por sus palabras de aliento y motivación que nos incentivan para alcanzar nuestras meta. A la insigne y honorable Unidad Educativa Educativa Maestro Orlando Enrique Rodríguez, Rodríguez, que a través de sus destacados profesores, contribuyen a implementar la práctica de la educación, el arte y la ciencia. A nuestro distinguido profesor de tesis por el tiempo, dedicación y conocimiento conocimiento aportado desde el inicio de nuestra investigación.
iii
Moreno Adriana, Bracho Dariana, Urdaneta Gisbell, Villalobos Lisandro, Niño Yolymari, Viloria Dennis, Fernández Richard. Diseño y Construcción de Cocina Solar Como Alternativa Energética. U .E .Maestro Orlando Enrique Rodríguez. Maracaibo, 2013.
RESUMEN El diseño y construcción de cocina solar como alternativa energética es punto de referencia para el aprovechamiento de los recursos naturales esta investigación es de tipo transversal, ya que todos los datos suministrados fueron recolectados en un momento único, con un método descriptivo experimental, que dio a conocer el impacto de la variable en la población objeto de estudio, cuya población fue conformada por los habitantes del lote 16 de la Urbanización El Soler el cual posee 315 casas y de las cuales se obtuvo una muestra de 28 casas para la recolección de los datos se utilizó el cuestionario cuestionario como instrumento instrumento de recolección recolección de datos que incluye preguntas cerradas o dicotómicas avaladas por dos expertos uno teórico y uno metodológico, cuyos resultados arrojaron que la cocina solar por su diseño simplicidad de uso fácil y económica fabricación, así como su aporte significativo a la conservación del medio ambiente representa una opción favorable para los seres humanos y para el planeta, la cocina solar es ecológica lo que permite que se pueda cocinar sin impacto ambiental comidas sanas y de alto valor nutricional como recomendación se propone la organización de talleres informativos recetarios de comidas, promoción de la cocina solar en comunidades vecinas lo que permitiría la participación activa de los vecinos y la población en general.
Palabras claves: Cocina, Diseño, Energía, Solar.
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VEREDICTO Quien suscribe los profesores______________, profesores______________, ________________y ________________y ________________, ________________, designados como jurado calificador del proyecto de grado denominado Diseño y Construcción de Cocina Solar como Alternativa Energética, presentado por los alumnos: Moreno Adriana, Bracho Dariana, Niño Yolymari, Urdaneta Gisbell, Villalobos Lissandro, Fernández Richard y Viloria Dennis, según designación del consejo escolar de la U. E. Maestro Orlando Enrique Rodríguez, declaramos que nos hemos reunidos a fin de presenciar su presentación pública y luego
de
realizadas
la
sesión
de
preguntas
decidido______________Con decidido______________Con la calificación de________(
y
respuestas
hemos
) puntos.
San Francisco, ____________de_________ ____________de____________2013. ___2013.
________________ ________________
__________________ __________________
Nombre:
Nombre:
Cédula
Cédula _________________ _________________ Nombre Cédula
v
INTRODUCCIÓN
La calidad de vida es un tema excesivamente subjetivo, intrínsecamente relacionado a las necesidades particulares de cada individuo; es por eso que es tan complejo definirlo, pero el asunto se complica aún más, ya que habría que agregarle otros factores que escapan de lo individual y trasciende a lo colectivo, el respeto a la norma, la conciencia social o ambiental, la calidad de la educación y de la salud, la seguridad social, el acceso a un trabajo bien remunerado o, simplemente, caminar sin miedo por la calle. Las fuentes de energía de origen renovable están adquiriendo cada vez mayor presencia e importancia en nuestra sociedad. Por ello, para pr oporcionar respuestas a aquellos interesados en conocer las aplicaciones de la energía solar y servir de primera referencia.
vi
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la actualidad existen miles de personas que cocinan con leña, esto destruye los bosques y el humo que se respira es perjudicial para los seres vivos, así como a nuestro planeta, podemos ver que a medida que pasan los años aumentan las condiciones que afectan afectan nuestra vida y al mundo que nos nos rodea constatamos que que el alto costo de la vida, el detrimento de los recursos petroleros, el escaso poder adquisitivo y la pobreza extrema de muchas poblaciones que no gozan del beneficio de cocinar a gas o con energía eléctrica, se ven en la necesidad de cocinar con leña. Por su parte Venezuela posee un tremendo potencial en energía solar y brinda condiciones para su aprovechamiento, la energía solar es un recurso renovable, gratuito en su origen, universal en su distribución, inconmensurable en su disponibilidad. En el Estado Zulia contamos con suficiente energía solar lo que constituye una gran ventaja para la construcción y el uso de la cocina solar, esto representa una reducción considerable en el uso de leña, combustibles fósiles convencionales o energía eléctrica, nuestra región cuenta con un alto índice de horas de sol al año, esto beneficiaria el uso de la cocina solar en las comunidades. Conforme con el uso de las cocinas solares, estas permiten la cocción de alimentos y pasteurización pasteurización del agua en pocas horas, horas, aunque continuamente se desarrollan desarrollan usos adicionales. Numerosos factores, incluyendo el acceso a los materiales, la disponibilidad de los carburantes de cocinas tradicionales, el clima, las preferencias en cuanto a la alimentación, factores culturales y capacidades técnicas, favorecen que las cocinas solares sean accesibles para las personas. Con un conocimiento de los principios básicos de la energía solar y un acceso a materiales simples, como el cartón, el papel de aluminio y el cristal, se puede construir una cocina solar eficaz. Igualmente la cocina solar ya ha sido probada en una amplia variedad de culturas. Las cocinas solares de cajas de cartón pueden ser apropiadas para muchas culturas, porque los materiales son generalmente accesibles y baratos, pero las desventajas del cartón incluyen susceptibilidades por la barrera de humedad y la carencia de durabilidad comparado con otros materiales.
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Finalmente los aspectos establecidos sientan las bases para la investigación, los principios básicos del diseño de las cocinas solares, así como identificar un amplio abanico de materiales que pueden utilizarse en su construcción. Estos principios se presentan, en líneas generales, para que sean aplicables a una amplia variedad de problemas de diseño. Si se necesita cocinar comida, pasteurizar agua, o secar pescado o grano, se aplican los principios básicos de la energía solar, transferencia de calor y materiales con una amplia variedad y técnicas para que se pueda hacer un uso directo de la energía del sol. Cada cocina solar bien aprovechada significa un ahorro en el consumo de leña, gas o electricidad, así como un ahorro energético global y no hay gastos por suciedad, contaminación ni por calentamiento global.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA De acuerdo a lo planteado anteriormente, surge la siguiente interrogante: ¿Utilizando materiales de bajo costo y el sol como energía, será factible diseñar y construir la Cocina Solar como alternativa energética?
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN I NVESTIGACIÓN Diseñar y Construir Cocina Solar como alternativa energética.
OBJETIVOS ESPECIFICOS Recopilar la información necesaria para la documentación y diseño de la cocina solar. Evaluación de los diferentes tipos de materiales posibles a utilizar en la construcción. Adquirir los materiales necesarios necesarios para la construcción del del instrumento. Realizar las pruebas requeridas para la aprobación del equipo y obtención de resultados.
APORTE TEORICO En este trabajo recae una serie de conocimientos acerca de las variables e indicadores los cuales serán objeto de estudio y que servirán de gran utilidad para futuras investigaciones. investigaciones. 8
APORTE METODOLOGICO A nivel metodológico enmarcado en una investigación de campo de carácter descriptivo documental, ya que los datos se recogen de manera directa de la realidad en su ambiente natural a su vez, los datos obtenidos son descritos e interpretados.
APORTE PRÁCTICO A LA COMUNIDAD La elaboración de la cocina solar como instrumento de participación y desarrollo integral de las comunidades, ahorro energético, reducción del impacto ambiental.
DELIMITACION El presente trabajo se realizará en el Mcpio. San Francisco Edo. Zulia, en la U. E. Maestro Orlando Enrique Rodríguez en los meses de Octubre de 2012 a Julio de 2013.
CAPITULO II MARCO TEORICO ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN La mayor central de energía solar del mundo hasta el año 2004 se encontraba en la ciudad de Espenhain, cerca de Leipzig. Con 33.500 paneles solares modulares Mono cristalinos y una capacidad de producción de 5 megavatios, la central es suficiente para abastecer a 1.800 hogares. Actualmente la empresa alemana SAG Solarstrom, que opera en España con el nombre TAU Solar, ha construido la mayor huerta solar del mundo en Erlasee (Alemania). Esta sustituye a la central de Espenhain. La nueva central de Erlasee cuenta en su totalidad con una capacidad de producción de 12 megavatios. La Dra. Bárbara Knudson, una de los fundadores de SHE, anota que “La energía solar se usó por primera vez para cocinar en 1767, aunque en realidad su desarrollo científico no ocurrió sino hasta los años 1950. El primer diseño consistió en una „ca ja „ca ja para cocinar‟ construida de contrachapado y reflectores. La crisis de energía de los años 1970 produjo mayor interés en usar energía solar para la cocina, lo que llevó a los diseños que tenemos hoy en día.” 9
COCINAS SOLARES Se tiene registro de cocinas solares desde el año 1767, año en el que el suizo Horace de Saussure construyó una caja solar que alcanzó los 87 ºC. Para cocinar los alimentos no se necesita la potencia proporcionada por las cocinas convencionales (1500 W en un quemador de 15 cm 0,0315 m2 son unos 47.600W/m2). Se puede definir cocina solar como aquel dispositivo que utiliza la energía solar para lograr cocinar los alimentos a través de la concentración y/o acumulación de energía solar.
BASES TEÓRICAS 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. María Telkesi, de origen húngaro. Ella hizo trabajos fundamentales entre 1950 a 1970. Sus trabajos sirvieron de base a decenas de investigadores en todo el mundo. Ingeniería Sin Fronteras del País Vasco – Euskal Herriko Mugarik Gabeko Ingeniaritza (ISFPVEHMGI) lleva trabajando en la isla de La Española más de 8 años. El modelo de horno elegido para realizar estos talleres siempre ha sido el horno solar tipo caja, debido a su sencillez de construcción, bajo coste y facilidad para encontrar los materiales necesarios en la isla.
Horno o caja. El horno o caja solar es una caja térmicamente aislada, diseñada para capturar la energía solar y mantener caliente su interior. Los materiales generalmente son de baja conducción de calor, lo que reduce el riesgo de quemaduras a los usuarios y evita la posibilidad de incendio tanto de la cocina como en el lugar en el que se utiliza. Además los alimentos no se queman ni se pasan conservando así su sabor y valor nutritivo.
Concentrador solar. Un concentrador solar es un instrumento que sencillamente consiste en la concentración en un solo foco de los rayos incidentes en una superficie, consiguiendo
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de esta manera alcanzar altas temperaturas que permiten el cocido de los alimentos. Basta con orientarlo adecuadamente en la dirección del sol.
Principio de diseño de un horno solar El funcionamiento de un horno solar (cocina solar tipo caja) se basa principalmente en algunos principios físicos.
REFLECTORES Cuanta mayor cantidad de luz solar entre por la caja, mayor será la cantidad de energía dentro de ella, es por esto que generalmente se usan reflectores externos para aumentar la cantidad de luz solar incidente.
PÉRDIDA DE CALOR La Segunda Ley de la Termodinámica plantea que el calor siempre viaja de lo caliente a lo frío. El calor dentro de una cocina solar se pierde por tres vías fundamentales:
Conducción La segunda ley de la termodinámica plantea que el calor siempre viaja de lo caliente a lo frío. El calor dentro de una cocina solar se pierde fundamentalmente por conducción, radiación y convección. El calor dentro de una cocina solar se pierde cuando viaja a través de las moléculas de todo el material de la caja hacia el aire fuera de la caja. Es por esto, que en todo diseño tradicional de un horno solar se usa un material llamado aislante térmico (como el corcho).
Radiación Lo que está tibio o caliente despide olas de calor, o irradia calor a su alrededor. Estas olas de calor se irradian de los objetos calientes a través del aire o el espacio. La mayor parte del calor radiante que se despide de las ollas calientes dentro de una cocina solar se refleja de vuelta a las ollas.
Convección Las moléculas de aire pueden entrar y salir de la caja a través de huecos o imperfecciones en la construcción, o al abrir la puerta; así, el aire caliente escapa 11
del horno. Es por esto que si se quiere reducir las pérdidas de calor por este fenómeno se debe de fabricar un horno hermético y abrir la puerta lo menos posible.
Almacenaje de calor Cuando la densidad y el peso de los materiales dentro del armazón aislado de la cocina solar aumentan, la capacidad de la caja de mantener el calor se incrementa. Si introducimos en el horno metales, cazuelas pesadas, agua o comida dura que tarda mucho tiempo en calentarse, la energía entrante se almacena como calor en estos materiales pesados, retardando que el aire de la caja se caliente. Estos materiales densos, cargados con calor, seguirán irradiando ese calor dentro de la caja, manteniéndola caliente durante un largo período aunque el día se acabe.
Volumen de la caja Siendo todo igual, cuanto más grande sea el área de acumulación solar de la caja en relación al área de pérdida de calor de la misma, tanta más alta será la temperatura de cocción. Dadas dos cajas que tengan áreas de acumulación solar de igual tamaño y proporción, aquella de menor profundidad será más caliente porque tiene menos área de pérdida de calor.
Materiales de fabricación Las cocinas tipo caja, están fabricadas a partir de varios materiales. Cada uno de ellos presenta ventajas y desventajas de rendimiento y/o económicas. Crear una cocina de altas prestaciones utilizando materiales modernos hará más atractiva la cocina solar a la gente de los países desarrollados. Se puede trabajar en la creación de cocinas más prácticas para la gente de los países desarrollados, o se puede investigar sobre cómo hacer cocinas más económicas y accesibles para la gente de los países no desarrollados.
MATERIALES INDISPENSABLE I NDISPENSABLES S Hay tres clases de materiales que se utilizan típicamente en la construcción de las cocinas solares. Una propiedad que debe considerarse al seleccionar los materiales es la resistencia a la humedad. Material para la estructura:
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1) Aislantes 2) Material transparente 3) Resistencia a la humedad
Estructura Se necesitan materiales estructurales para que la caja tenga y conserve una configuración y una forma dada, y sea duradera mucho tiempo.
Los materiales estructurales que se pueden utilizar incluyen: cartón, madera o contrachapado, mampostería, bambú, metal, cemento, ladrillos, piedras, cristal,
fibra
de vidrio, cañas tejidas, caña de indias, plástico, papel maché, arcilla, tierra pisada, corteza de árbol, telas aglomeradas con goma de pegar u otros materiales. Muchos materiales que se comportan bien estructuralmente son demasiado densos para ser buenos aislantes. Para proporcionar las dos cosas, tanto cualidades de estabilidad estructural como de buen aislante, se necesita normalmente utilizar materiales distintos para la estructura y para el aislamiento.
Aislante térmico A fin de que la caja alcance en su interior temperaturas t emperaturas lo suficientemente altas para cocinar, los muros y la parte inferior de la caja deben tener un buen valor de aislamiento (retención de calor). Cuando se construye una cocina solar, es importante que los materiales aislantes rodeen el interior de la cavidad donde se cocina de la caja solar por todos los lados excepto por el lado acristalado normalmente el superior. Cuanta menos pérdida de calor haya en la parte inferior de la caja, más altas al tas serán las temperaturas de cocción. Se pueden aislar las paredes con diferentes materiales. No se recomienda el uso del Fibroglass o del StyroFoam (esponja artificial) ya que desprenden gases tóxicos cuando se calientan. Los materiales naturales tales como el algodón, la lana, las plumas, o incluso el papel de periódico arrugado funcionan bien. La mayor parte del calor que se pierde en una cocina solar se produce por el cristal, o plástico (ventana), y no por las paredes.
Ventana
Una superficie de la caja debe ser transparente y encararse al sol para suministrar calor vía efecto invernadero. Los materiales vidriados más comunes son el cristal y el plástico resistente a altas temperaturas como las bolsas para asar que se usan en las 13
cocinas. Se utiliza doble vidrio, bien de cristal o de plástico para influir tanto en la ganancia como en la pérdida de calor.
Reflectores Se emplean uno o más reflectores para hacer rebotar luz adicional dentro de la caja solar a fin de aumentar la temperatura de cocción. Para los reflectores se puede usar tanto aluminio como espejo, los espejos reflejan mejor, pero son muy frágiles y costosos
Recipientes Para los recipientes lo ideal sería usar los de color oscuro, de poco peso y poco profundos (un poco más profundos que la comida que va a ser cocinada en ellos). Las sartenes de metal parece ser que son mejores. Los típicos botes brillantes de aluminio, pueden pintarse de negro o volverlos negros mediante el fuego y el calor.
PROPORCION DE LA COCINA SOLAR Una cocina solar puesta de cara al sol de mediodía debe ser más larga en la dimensión este/oeste para hacer un mejor uso del reflector sobre un periodo de cocción de varias horas. Mientras el sol viaja a través del cielo, esta configuración da como resultado una temperatura de cocción más constante. Con cocinas cuadradas o aquellas cuya dimensión más larga sea la norte/sur, un porcentaje mayor de luz solar se reflejará por la mañana temprano y por la tarde desde el reflector al suelo, perdiendo la caja área de acumulación.
Acerca de las temperaturas La temperatura que puede alcanzar una cocina solar de caja o una de panel depende principalmente del número y tamaño de reflectores usados. Una cocina solar tipo Kerr-Cole (o también llamada caja) puede alcanzar los 150 °C (300 °F) que es la temperatura a la que se suelen cocinar los alimentos. Un horno cocina perfectamente cuando alcanza los 90 °C (200 °F). Si las nubes tapan el Sol mientras se está cocinando, la comida continuaría cociéndose simplemente teniendo 20 minutos de sol 14
por hora. No se recomienda cocinar carnes dejándolas solas si existe la posibilidad de nubes.
Cocción de los alimentos La cocción de alimentos es un proceso que requiere temperatura y tiempo. De hecho la cocción parte a los 50 o 60 °C. Mientras mayor sea la temperatura, más rápida es la cocción. El ideal es temperaturas de 80 a 100 °C. Temperaturas mayores pueden destruir vitaminas y proteínas en los alimentos. Hay algunos alimentos (los pescados) que se cuecen en forma óptima a muy baja temperatura. En cambio a otros, necesitan una temperatura más alta (de 135 a 145 °C) para que queden doraditos, por ejemplo, el pollo asado. En las cocinas tipo horno no es posible freír. Esto porque si bien la cocina puede alcanzar los 180 a 200 °C, si se inicia la fritura la temperatura cae. Para freír con energía solar, se necesita usar cocinas con concentradores.
COCINAS DE ACUMULACIÓN Consiste en acumular la energía solar a través del efecto invernadero en el interior de una caja donde se encuentran los alimentos. Las cocinas solares de este tipo se las conoce como hornos solares, ya que realiza las mismas funciones que un horno. Consiste en una caja aislada con una ventana de vidrio orientada al sol. La acumulación de la energía en los hornos solares se logra a través de dos formas simultáneamente: Utilizando materiales conductores y absorbentes de color negro mate. Los materiales absorberán la radiación y la parte que emite será en longitud de onda grande, de forma que no atraviesen el vidrio. Para evitar las pérdidas por conducción y convección se utiliza materiales aislantes como el corcho, papel de periódico o fibra de coco, y para evitar las pérdidas por radiación, se utiliza material reflectante en paredes y fondo del horno, evitando además que la humedad entre en contacto con el material aislante.
COCINAS MIXTAS
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La mayoría de las cocinas solares se valen de los dos métodos para conseguir altas temperaturas. Los hornos lo logran añadiendo reflectores exteriores, que por reflexión aumentan la densidad energética que atraviesa el vidrio. En el caso de cocinas de acumulación, se logra introduciendo el recipiente con comida en otro recipiente acristalado o bolsa de plástico transparente que realice el efecto invernadero.
COCINAS INDIRECTAS Las cocinas indirectas aprovechan la energía solar almacenada en un fluido térmico para calentar los recipientes. El sol calienta un fluido térmico (aceites generalmente) a través de unos colectores solares y se almacena en un depósito aislado. Las cocinas deben estar lo más cerca posible del depósito para evitar pérdidas mecánicas. Este tipo de cocinas son más complicadas de diseñar y tienen un alto precio. Se utilizan para hospitales o centro con comedores comunes para mucha gente.
Ventajas del uso de la cocina solar
Facilidad de uso. No contaminan, son muy ecológicas. No necesitan electricidad, ni combustible. Fomenta el uso de energías renovables. La tecnología y conocimientos necesarios de fabricación es muy accesible. Existe alta disponibilidad de los materiales de fabricación los cuales son económicos.
Es una buena solución en lugares donde el clima permite su uso cotidiano. Es un beneficio en países y sitios donde los recursos energéticos para cocinar son escasos o de costos demasiado altos.
Desventajas del uso de la cocina solar (Hay que diferenciar entre diversos tipos y calidades de cocinas solares, las hay más eficientes que otras)
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Si el cielo no está del todo despejado, se requiere más tiempo para cocinar. Con cielo azul los tiempo de cocción son equivalentes a una cocina de gas o eléctrica.
Depende de las condiciones del tiempo para poder cocinar. No es posible cocinar con días nublados o con lluvia.
Solo se puede ocupar de día, aunque con el uso de una cesta aislante se puede prolongar el efecto de la cocción varias horas.
FACTORES CULTURALES Además de los aspectos técnicos del diseño de la cocina solar, que destacan en primer lugar, también juegan un papel principal en transferir a la cocina solar una tecnología que funcione con éxito, factores que incluyen la cultura, una tecnología adecuada, así como aspectos estéticos.
SISTEMA DE VARIABLES VARIABLE INDEPENDIENTE Diseño y construcción: Proyección y distribución de elementos de una obra, arte o técnica de construir.
VARIABLE DEPENDIENTE Cocina Solar: Una cocina solar es simplemente una caja bien aislada por cuya parte superior ingresa la radiación solar por una cubierta transparente.
Objetivos
Variable
Dimensiones
Indicadores
Específicos Evaluar tipos
los de
diferentes Diseño de cocina -Investigaciones materiales solar
posibles a utilizar en la
-Investigar
sobre materiales de -Enseñar construcción
construcción.
17
Adquirir los materiales Diseño de cocina -Recolección
de -Métodos
necesarios
de -Pasos a seguir
para
construcción
la solar del
materiales construcción
instrumento
Realizar requeridas
las
pruebas Diseño de cocina -Realizar pruebas del -Pruebas para
la solar
equipo
-investigación
aprobación del equipo y obtención de resultados.
. CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO Este capítulo corresponde al tercer paso de la investigación en el cual se relaciona los aspectos metodológicos que se van a seguir durante la investigación, para el diseño y construcción de la cocina solar. Y de esta manera instaurar la prof undidad de conocimiento, los métodos y técnicas a utilizar para recolectar la información, y a partir de su procesamiento se analizara la influencia de esta variable.
Tipo de investigación En lo concerniente, a nuestra investigación es de tipo transversal; al ser definida por, (Hernández, 2006), cuando se recolectan datos en un solo momento, único y prospectiva, debido a que la calidad de vida, será medida a lo largo de un periodo dado, a medida que los cambios se dan en el futuro produciéndose el manejo de esta variable por parte de la población a estudiar y por lo tanto las modificaciones que esto podría generar en el ambiente individual y laboral.
Diseño de investigación Con respecto al método a utilizar se catalogó como descriptivo; al buscar conocer el impacto de la variable en la población objeto de estudio, describir su propósito, de campo; al poder observar de manera directa comportamientos y circunstancias para obtener los datos, datos, experimental debido a que se estudia la variable variable Diseño de cocina 18
solar, con el fin de establecer establecer su efectividad efectividad y factibilidad mediante la obtención obtención de datos directamente de fuentes primarias las cuales se utilizaran como marco de referencia las comunidad del lote 16 de la Urbanización El Soler. Así mismo, (Canales, 2008) refiere que el diseño de investigación es tipificado como descriptivo, de campo, estos estudios están dirigidos a determinar cómo es o como están las situaciones de las variables que deberán estudiarse en una población, la presencia o ausencia de algo, la frecuencia con que ocurre un fenómeno, donde y cuando se está presentando pr esentando determinado fenómeno.
Población Según, (Canales, 2008) el universo es el conjunto de individuos y objetos de lo que se desea conocer algo en una investigación. Al respecto, la población en estudio está conformada por los habitantes del lote16 de la Urbanización El Soler, cuya población es de 315 casas que corresponde corresponde a nuestro universo universo total.
Muestra Hernández (1998) p.207 expresa que la muestra es “un segmento de los elementos que pertenecen a ese conjunto definido en sus características al que llamamos población”. De igual manera, la muestra representativa de la población se calculó por medio del método de muestreo sistemático, ya que todos los sujetos de la población tienen la misma probabilidad de ser incluidos en la muestra de ser seleccionada 11 manzanas. N: Universo total n: Número de unidades M: Muestra N M
315 =
n
=
M= 28
11
Así, (Canales, 2008) manifiesta que la muestra se esta se encuentra determinada por varios criterios, necesarios de escoger una parte de ese universo 19
para llevar a cabo ese estudio. Esto se realiza en vista de que no siempre es posible estudiar el universo en su totalidad, para ello se extrae una parte o subconjunto de la población. Es importante destacar que la selección de una muestra es un medio para conocer las características de una población.
Instrumentos de recolección de datos Al respecto, en esta investigación es necesario contar con los instrumentos de recolección de datos que respondan a los criterios de validez, confiabilidad y Discriminación, como mínimos requisitos para lograr un informe científicamente valido, por medio de apuntar a un conocimiento necesario de verificar, objetiva, eliminadas preferencias personales y los sentimientos que podrían alterar el resultado del trabajo de investigación. En esta investigación, se utilizará como método de recolección de datos el cuestionario: es un instrumento que consiste en una formulación de preguntas de manera clara y precisa en la que se desarrolla la variable de estudio, el cual según Hernández (1998) p.76 dice que “consiste en un conjunto de preguntas a una o más variables a medir el mismo contará con () ítems o preguntas cerradas o dicotómicas donde el mismo expone que contienen categorías o alternativas de respuestas que han sido delimitados. Los ítems del cuestionario serán elaborados de tal manera que los encuestados tendrán dos OUSDSFOY frente a cada pregunta las cuales son sí o no. De acuerdo, (Canales 2008) como parte del diseño metodológico es necesario determinar el método de recolección de datos y tipos de instrumentos que se utilizaran, a esta etapa deberán dársele la importancia debida, pues la elaboración de un buen instrumento determina en gran medida la calidad de la información siendo esta la base para las etapas subsiguientes. Igualmente, el método método es el medio medio o el camino a través del cual se establece la relación entre el investigador y el consultado para la recolección de datos, por medio de la entrevista, la observación y el cuestionario. 20
Validez del instrumento de recolección de datos El instrumento fue sometido a consideración de juicio de expertos quienes establecieron la concordancia y pertinencia de los ítems por los indicadores y los objetivos de la investigación. Por otra parte, (Canales, 2001) refiere que la validez es otra característica importante que deben poseer los instrumentos de medición, entendidas como el grado en que un instrumento logra medir lo que que se pretende medir. En esta investigación, el cuestionario será validado por el juicio de un experto en energías alternativas, quien deberá aportar referencias entre la relación y pertinencia de los indicadores en los ítems, así como las ambigüedades de las preguntas con respecto al contexto de las variables e identificar si existe o no congruencia entre los objetivos y los ítems presentados para precisar, delimitar y mantener la claridad de cada uno y hacer observaciones. Al efecto, la validez del instrumento fue determinada por 2 expertos, 1 metodológico y 1 de contenido.
INSTRUMENTO VARIABLE: Diseño de Cocina Solar. DIMENSIÓN: Investigaciones sobre materiales de construcción. ITEM 1 2 3
ITEM 4 5
INDICADOR: INVESTIGAR
NO
SI
NO
SI
NO
Considera usted que en esta época que vivimos debemos investigar sobre las diferentes energías alternativas. Podremos todos en un futuro poseer en nuestros nuestros hogares hogares cocinas solares. Considera usted que hay suficiente información sobre los materiales requeridos para la investigación.
INDICADOR: ENSEÑAR Cree usted que con la cocina solar podemos enseñar nuevas formas de aprovechar la energía solar. Cree usted que podemos enseñar a otras personas a usar correctamente los recursos energéticos.
DIMENSIÓN: Recolección de materiales de construcción. ITEM INDICADOR: MÉTODOS Cree que se puede encontrar en el mercado los materiales de 6 7
SI
construcción de la cocina solar. Considera usted que la cocina solar puede realizarse con pocos materiales. 21
Piensa usted que puede evidenciarse un ahorro sustancial en la adquisición de los materiales para la construcción de la cocina solar.
8
ITEM 9
INDICADOR: PASOS A SEGUIR
SI
NO
SI
NO
La construcción de la cocina solar posee pasos complicados a seguir.
DIMENSIÓN: Realizar pruebas del equipo ITEM 10
INDICADOR: PRUEBAS Cree que utilizar las energías alternativas ayuda al medio ambiente.
CAPITULO IV ITEM Nº 1¿Considera usted que en esta época que vivimos debemos investigar sobre las diferentes energías alternativas?
TABLA Nº 1 ALTERNATIVA SI NO TOTAL
GRAFICA Nº 1 F. ABSOLUTA 26 2 28
F.RELATIVA 93% 7% 100%
ANÁLISIS: En la tabla y grafico nº 1 se observó que un 93 % de los encuestados respondieron de manera afirmativa, que debemos investigar sobre las diferentes energías alternativas debido a los cambios ambientales y el progreso de las nuevas tecnologías, en cambio un 7 % respondió de forma negativa que no debemos de investigar planteando los encuestados que no poseen suficientes conocimientos sobre el tema tratado.
ITEM Nº 2 ¿Podremos todos en un futuro poseer poseer en nuestros hogares cocinas cocinas solares?
22
TABLA Nº 2 ALTERNATIVA
GRAFICA Nº 2 F. ABSOLUTA
F.RELATIV A
15 13 28
52% 48% 100%
SI NO TOTAL
ANÁLISIS: Mediante la tabla y grafico nº 2 se obtuvo que el 52% de los encuestados respondieron afirmativamente que si podemos todos en un futuro poseer en nuestros hogares cocinas solares, ya que son de fácil construcción y uso, mientras un 48% respondió negativamente alegando que las personas son tradicionalistas y prefieren seguir cocinando como lo han hecho hasta ahora.
ITEM Nº 3 ¿Considera usted que hay suficiente información sobre los materiales requeridos para la investigación?
TABLA Nº 3
GRAFICA Nº 3
ALTERNA TI VA
F. ABSOLU TA
F. RELATIVA
SI
2
5%
NO
26
95%
TOTAL
28
100%
5% SI
SI
95% NO
ANÁLISIS: Según los resultados que se observó en la tabla y grafico nº 3 se obtuvo un 95% a favor de la respuesta negativa, donde los encuestados piensan que no hay suficiente información sobre los materiales requeridos ya que no se han establecidos estrategias de comunicación e información para el público en general, en contraste con un 5% para la respuesta afirmativa que opina que si hay suficiente información sobre los materiales para la investigación, ya que en esta época todos debemos interesarnos más por cuidar el ambiente.
23
ITEM Nº 4 ¿Cree usted que con la cocina solar podemos enseñar nuevas formas de aprovechar la energía solar?
TABLA Nº 4 ALTERNATIVA
F. ABSOLUTA 28 28
SI NO TOTAL
GRAFICA Nº 4 F.RELATIVA 100% 100%
ANÁLISIS: En el ítem nº 4 se obtuvo un 100% a favor de la alternativa afirmativa donde los encuestados expresaron su acuerdo que con la cocina solar podemos enseñar nuevas formas de aprovechar la energía solar, esto indica que las personas poseen interés en obtener nuevos conocimientos que se pueden aplicar a nuestro diario vivir.
ITEM Nº 5 ¿Cree usted que podemos enseñar a otras personas a usar correctamente los Recursos energéticos?
TABLA Nº 5 ALTERNATIVA SI NO TOTAL
F. ABSOLUTA 28 28
GRAFICA Nº 5 F.RELATIVA 100% 100%
ANÁLISIS: En el ítem nº 5 se reflejó un 100% para la alternativa afirmativa, donde los encuestados expresaron que si podemos enseñar a otras personas a usar correctamente los recursos energéticos, esto debido al incremento de información tanto de los medios de comunicación como en las instituciones públicas y privadas.
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ITEM Nº 6 ¿Cree que se puede encontrar en el mercado los materiales de construcción de la cocina solar?
TABLA Nº 6 ALTERNATIVA
GRAFICA Nº 6 F.RELATIVA
SI NO
F. ABSOLUTA 28 -
TOTAL
28
100%
100% -
ANÁLISIS: Tomando en cuenta los resultados obtenidos en la tabla y grafico nº 6 se refleja que un 100% de los encuestados estuvieron de acuerdo totalmente que se puede encontrar en el mercado los materiales de construcción de la cocina solar ya que los mismos son accesibles y se encuentran en el mercado.
ITEM Nº 7 ¿Considera usted que la cocina solar puede realizarse con pocos materiales?
TABLA Nº 7 ALTERNATIVA SI NO TOTAL
GRAFICA Nº 7 F. ABSOLUTA 28 28
F.RELATIVA 100% 100%
ANÁLISIS: Según la tabla y grafico correspondiente nº 7 se observa un 100% a favor de la alternativa afirmativa, es decir, los encuestados estuvieron de acuerdo que la cocina solar puede realizarse con pocos materiales, como madera, cartón, latón, vidrio, aluminio, entre otros.
ITEM Nº 8 ¿Piensa usted que puede evidenciarse un ahorro sustancial en la adquisición de los materiales para la construcción de la cocina solar?
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TABLA Nº 8 ALTERNATIVA
GRAFICA Nº 8
F.RELATIVA
SI
F. ABSOLUTA 15
NO
13
48%
TOTAL
28
100%
52%
ANÁLISIS: El porcentaje obtenido en tabla y grafico nº 8 fue de un 52 % a favor de la alternativa afirmativa, los encuestados estuvieron de acuerdo con que puede evidenciarse un ahorro sustancial en las adquisición de los materiales para la construcción de la cocina solar, ya que son pocos y de bajo costo y se consiguen en muchos locales, mientras el 48% niega lo planteado.
ITEM Nº 9 ¿La construcción de la cocina solar posee pasos complicados a seguir?
TABLA Nº 9 ALTERNATIVA SI NO TOTAL
GRAFICA Nº 9 F. ABSOLUTA 2 26 28
F.RELATIVA 5% 95% 100%
ANÁLISIS: En el ítem nº 9 se pudo observar que un 95% de los encuestados estuvo de acuerdo con que la cocina solar no posee complicados pasos a seguir ya que su construcción y diseño no son complejos, complejos, sino más bien fáciles y pocos y sin sin detalles de complicada ingeniera, siendo una caja que bien sellada y pintada recoge y retiene el calor suficiente para la cocción de los alimentos.
ITEM Nº 10 ¿Cree que utilizar las energías alternativas ayuda al medio ambiente?
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TABLA Nº 10 ALTERNATIVA SI NO TOTAL
F. ABSOLUTA 28 28
GRAFICA Nº 10
F.RELATIVA 100% 100%
ANÁLISIS: Mediante la tabla y grafico nº 10 los encuestados respondieron un 100% positivamente en cuanto que utilizar las energías alternativas ayuda al medio ambiente, ya que con ellas no hay impacto ambiental, ni efecto invernadero, es una energía limpia y ni dañinas.
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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS RESULTADOS CONCLUSIONES Al finalizar los respectivos análisis de los resultados obtenidos se plantea las siguientes conclusiones: Una primera conclusión, es que la tecnología de la cocina solar, por su simplicidad de uso y su económica fabricación, es muy adecuada para poblaciones con escasos o nulos recursos económicos y por tanto energéticos, siempre que se trate de zonas geográficas con un alto índice de insolación, ya que su principal inconveniente viene dado por su misma naturaleza: en zonas con poco sol, su efectividad es baja. Una segunda conclusión es que la tecnología de las cocinas solares, en las sociedades más desarrolladas, incluso en zonas de gran insolación, no puede evidentemente ocupar un espacio alternativo al de las energías tradicionales en la cocina, como el gas o la electricidad, ya que su rendimiento energético es muy inferior, haciendo que su uso sea, en comparación, mucho más lento, y por tanto, poco práctico para el ritmo de vida más acelerado de las sociedades industrializadas. industrializadas. Una tercera conclusión derivada de la anterior, es que la energía solar, si no de manera directa a la cocina, sí que está ocupando un lugar cada vez mayor en la aportación energética de viviendas e industrias, en la creación de electricidad a través de paneles solares. En este sentido, el desarrollo e investigación de la tecnología solar, hace que estos sistemas sean cada vez más eficientes, y probablemente, a medida que los combustibles fósiles se vayan agotando, la industria avanzará cada vez más rápido, y su uso, será también cada vez más habitual y económico. La conclusión práctica es que que construir un horno solar no es tan complicado, por lo tanto es un buen buen sistema para las sociedades subdesarrolladas ya que algunas cocinas se adaptan bien al entorno y dan su máximo rendimiento debido a la gran insolación solar de algunos países.
La conclusión final, es que aunque la cocina solar, a pesar de ser una buena tecnología, junto con otras alternativas, en zonas poco favorecidas del mundo, su 28
importancia en nuestra sociedad industrializada del bienestar, no viene dada por su posible eficiencia, sino en su uso como herramienta divulgativa, ya que ninguna otra tecnología, muestra con tanta claridad e inmediatez, el poder energético del sol. De esta manera lo entienden numerosos grupos ecologistas de todo el mundo, que a través de fiestas, encuentros populares o concursos, hacen ver a la sociedad, todas las ventajas de la energía solar. La barrera más difícil de franquear para este tipo de innovaciones es la de las costumbres culturales. Pero vale el intento, y es saludable hacer el esfuerzo porque en esta clase de cuestiones se juega el futuro de nuestro planeta.
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RECOMENDACIONES De las entrevistas, resultados y análisis, se puede sacar varias recomendaciones.
Experimentar con maneras maneras de hacer nuevas nuevas comidas en las cocinas. cocinas. Incluir la participación de las mujeres en este proceso para que pueden aportar con sus ideas y para que aprenden nuevos métodos.
Organizar talleres sobre temas de interés, sobre sobre todo recetas nuevas. nuevas. Podrían ser simplemente intercambios para compartir recetas, o talleres de instrucción más formales para aprender y practicar nuevas recetas.
Promover las cocinas en la comunidad e incluirlas en la participación de las actividades de promoción para darles motivación en el ahorro energético y conservación del ambiente.
Finalmente, se recomiende seguir estudiando el uso, el impacto, el diseño y otros temas de las cocinas para ir mejorando siempre el proyecto de Investigación. Es posible el uso de las cocinas solares en el desarrollo del turismo ecológico y en el campismo, como una opción más a las actuales, como vía del aprovechamiento de los recursos naturales en procesos puros, no contaminantes. También es conveniente la existencia de cocinas solares demostrativas, junto con otros equipos solares, en círculos de interés en escuelas, para lograr la formación energética de los estudiantes.
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BIBLIOGRAFIA
Suzin,E
(Caracas,
abril
2011)
Disponible
en
URL:
http://www.EnergiaSolarDeVenezuela.com.. (Consultado en Febrero 2013). http://www.EnergiaSolarDeVenezuela.com Piscione, C. Di Mucio, L. Debouvry, L. Garassino,V. (2009) Disponible en URL: http://www.slideshare.net/.../trabajo-prctico-sobre-energias-renovables. http://www.slideshare.net/.../trabajo-prctico-sobre-en ergias-renovables. (Consultado en enero 2013). Posso,
F
(2004)
Disponible
en
URL:
http://www.researchgate.net/profile/FAUSTO_POSSO/ http://www.es.scribd.com/doc/23516170/Uso-Energias-Alternativas-en-Venezuela.. http://www.es.scribd.com/doc/23516170/Uso-Energias-Alternativas-en-Venezuela (Consultado en Febrero 2013). Hernández, N (Abril 2010) Diplomado de Prospectivas y Estrategia (USB). Energías Alternativas. Disponible en URL: URL: http://www.cmpc-consut.com/documentos.web/energias http://www.cmpc-consut.com/doc umentos.web/energiasalternativasusb.pdf alternativasusb.pdf (Consultado en enero 2013). Franco, E (2009) Conocimiento de las fuentes de energías renovables así como su potencial uso para disminuir la dependencia del petróleo extranjero. Disponible en URL: http://www.monografias.com/trabajos73/fuentes-energia-renovable/fuentes-energia renovable2.shtml#ixzz2JbVL1n6D (Consultado en febrero 2013). Canino, M.V. (1996) Aspectos sociales del aprendizaje tecnológico en Venezuela. Dos estudios de casos, trabajo para optar al grado de Magister Scientiarum, Caracas. Edición del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, 134 páginas.
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ANEXOS
32
Cocina tipo horno.
Cocina solar parabólica
Estructura interna de una cocina solar.
33
Cocina solar tipo horno con elevación.
Realizando la encuesta.
Realizando la encuesta.
Realizando la encuesta 34
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