Resumen: Introducción: Métodos: Resultados: Discusión Conclusiones:

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1 Resumen: Introducción: Métodos: Resultados: Discusión Conclusiones:
EFICIENCIA TÉRMICA DE DOS MODELOS DE COCINAS SOLARES TIPO CAJA EN CHACHAPOYAS, AMAZONAS. Ing. Fernando Isaac Espinoza Canaza1 Est. Jhen Kemer Chávez Bazán2 1Docente auxiliar a tiempo completo de la Escuela Profesional de Ingeniería de Sistemas, Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas 2Estudiante de la Escuela Profesional de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Nacional Toribio Rodriguez de Mendoza de Amazonas La investigación tuvo como objetivo estudiar la eficiencia térmica y el comportamiento de las temperaturas en las cocinas solares tipo caja con uno y dos espejos reflectores en Chachapoyas, Amazonas a msnm en los meses de setiembre a noviembre. La metodología empleada fue experimental que consistió en comparar las temperaturas promedio de las cocinas solares. El procedimiento consistió en construir las cocinas solares de madera de forma rectangular de 40 cm de ancho, 60 cm de largo y 30 cm de alto y en la cubierta se tapó con un vidrio de 4 mm de espesor; se expuso las cocinas solar tipo caja sólo en días soleados; para la adquisición de datos de temperatura, se empleó un sensor de temperatura LM35 montado en un módulo Arduino UNO. Los resultados que se obtuvieron fueron: promedio de la temperatura ambiente fue de 28,72°C, promedio de la temperatura con la cocina solar con un espejo reflector fue de 71°C, y el promedio en la cocina solar de dos espejos reflectores fue de 78,62°C. Resumen: El Sol es la estrella que pertenece a nuestro Sistema Solar. Su origen al igual que la Tierra fue un conjunto de gases incandescentes que al girar vertiginosamente provoco que los gases más pesados se fueran al centro y los más livianos al exterior. Su energía procede de la transformación constante en su núcleo que convierte átomos de hidrógeno a átomos de helio. (Calvin, 2000). Alrededor de la mitad de los millones de toneladas de madera que se utiliza en todo el planeta se quema como combustible, y en algunos lugares esta proporción llega a las cuatro quintas partes, es decir, que un producto con tantas aplicaciones tecnológicas como la madera se acaba convirtiendo en calor, como si no tuviéramos otras fuentes de calor más limpias y renovables. En los países en vías de desarrollo, el 80% de la energía que se consume en los hogares proviene de la leña como combustible para cocinar (un 40% en Latinoamérica, un 60% en África y un 80% en Asia), y las mujeres y los niños son los recolectores principales (las mujeres dedican entre una y cinco horas diarias). En países como Haití o Burkina Faso, el 98% o el 90% de los árboles respectivamente han sido talados para hacer fuego y cocinar (Fundación TIERRA, 2004). El presente trabajo de investigación tiene como objetivo mostrar un estudio experimental sobre el comportamiento térmico de dos modelos de cocinas solares tipo caja, en donde la concentración solar captada será en un modelo con un reflector solar y el otro modelo será con dos reflectores solares inclinados. Introducción: Por estos motivos, en el contexto de la ayuda al desarrollo, posteriormente se han realizado multitud de investigaciones sobre cocinas de caja, que funcionan por efecto invernadero (GEA en 1996). El procedimiento consistió en construir las cocinas solares de madera de forma rectangular de 40 cm de ancho, 60 cm de largo y 30 cm de alto y en la cubierta se tapó con un vidrio de 4 mm de espesor; se expuso las cocinas solar tipo caja sólo en días soleados; para la adquisición de datos de temperatura, se empleó un sensor de temperatura LM35 montado en un módulo Arduino UNO Cocina con un Con dos espejos Pruebas de la cocina espejo reflector reflectores solar. Métodos: De la investigación realizada se llega a las siguientes resultados Que mediante el prototipo experimental propuesto de una cocina solar tipo caja con espejos reflectores se ha demostrado que la temperatura en la cámara interna de la cocina es siempre mayor que la temperatura ambiente en 2,5 veces mayor para el caso de la cocina con un reflector, y 2,72 veces mayor para el caso de la cocina solar con dos espejos reflectores. La ganancia promedio de la temperatura para el caso de la cocina solar tipo caja con un reflector es de 42,28°C y para el caso con dos reflectores es de 49,9°C, siendo en este caso el más eficiente la cocina con dos espejos reflectores. El adecuado posicionamiento de los espejos reflectores ayudan en concentrar mejor la radiación solar en el interior de la cocina solar tipo caja, lo que permitió incrementar la temperatura. El intervalo de las horas que ha permitido mayor incremento de la temperatura de la cocina solar ha sido entre las 11:30 a.m. a 2:30 p.m., esto es concordante con la trayectoria del Sol en los meses de verano en latitud sur. Resultados: En nuestro estudio las horas de mejor captación de la radiación solar fueron en el intervalo entre las 11:00 am a 3:00 pm con temperaturas promedio entre 71ºC a 78,62ºC. Otros estudios realizados indican similares resultados y horas: "Aunque el horno puede abrir partir de 8 a.m. para que empieza recibir gratis la energía del Sol y una vez que el horno está caliente (70ºC-90ºC), la cocción de los alimentos pueden empezar. La intensidad solar sigue aumentado hasta el medio día; después disminuye hasta ser prácticamente nula a la hora de la puesta del sol. En un día despejado, el período óptimo para cocinar es entre las 9 a 15:00 horas" (Shyam, 2013). 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 (Mendia, 2005). Discusión Se ha demostrado que el Sol es una fuente de radiación solar, cuya energía está disponible para transformar en otras fuentes de energía que benefician las actividades humanas. El intervalo de las horas que ha permitido mayor incremento de la temperatura de la cocina solar ha sido entre las 11:30 a.m. a 2:30 p.m., esto es concordante con la trayectoria del Sol en los meses de verano en latitud sur. La ganancia promedio de la temperatura para el caso de la cocina solar tipo caja con un reflector es de 42,28°C y para el caso con dos reflectores es de 49,9°C, siendo en este caso el más eficiente la cocina con dos espejos reflectores. Conclusiones: