Descripción | Conceptos Teórico-técnicos

· Radiación solar |

El Sol emite energía en forma de radiación electromagnética. Este fenómeno consiste en despedir energía en forma de ondas electromagnéticas llamadas “rayos solares”.

Los rayos solares salen del Sol y llegan a la Tierra atravesando la atmósfera terrestre. En su paso a través de la atmósfera parte de los rayos chocan con diferentes obstáculos: nubes, pequeñas partículas, etc. Estos choques desvían los rayos y los debilitan. Así se puede hablar de dos tipos de radiación solar al nivel de la superficie terrestre: radiación directa y radiación difusa.

La radiación directa está formada por los rayos solares que no han sufrido choque alguno y por tanto traen la dirección Sol-Tierra. Son rayos muy energéticos. Esta radiación es la responsable de las sombras y como su dirección es conocida se puede seguir, redirigir y/o concentrar con espejos y/o lentes respectivamente (por ejemplo una lupa).

La radiación difusa está formada por los rayos que han chocado con los diferentes “obstáculos” y por ello no traen una dirección definida. Son rayos poco energéticos. Al contrario que la radiación directa ni produce sombra ni se puede seguir, redirigir ni concentrar.

Figura 1. Radiación directa y difusa

En los días despejados hay más radiación directa que difusa y en los días nublados ocurre lo contrario.

Cada día el Sol describe una trayectoria en el cielo de Este a Oeste pasando justo por el Sur cuando está en su punto más alto. A lo largo del año esas trayectorias varían de manera que en los días de verano el Sol está más alto que en los días de invierno. Por esta razón en invierno los rayos de la radiación directa llegan poco inclinados respecto de la horizontal mientras que en verano lo hacen muy inclinados. La inclinación de los rayos y la energía recibida están relacionadas. Así, cuanto más cercano a 90º sea el ángulo entre el rayo solar y la superficie que recibe la radiación (perpendiculares entre sí), más energía recibe esta última. Por lo tanto una superficie horizontal recibe más energía en verano que en invierno.

Figura 2. Diferentes trayectorias del Sol a lo largo del año en el Hemisferio Norte

Figura 3. Diferente inclinación de los rayos directos en invierno y verano

· Efecto Invernadero |

Algunos materiales como el vidrio y ciertos plásticos poseen la peculiaridad de ser “ transparentes ” a la radiación de onda corta (como la emitida por el Sol) y por contra ser “ opacos ” a la radiación de onda larga (la que emite cualquier objeto a una temperatura moderada). Ésta es la base del fenómeno conocido como efecto invernadero: En un invernadero las paredes de cristal permiten el paso de los rayos procedentes del Sol. Estos rayos llegan al suelo del invernadero y se transforman en calor, el cual es emitido en forma de radiación de onda larga. Esta radiación ya no puede escapar del invernadero consiguiendo que su interior se mantenga caliente.

· Influencia del color |

El color de los objetos y la forma en que éstos absorben la radiación solar está muy relacionado. Así, un objeto de color verde lo vemos de ese color porque de la luz solar que le llega (recordemos que la luz natural se descompone en los colores del arco iris) absorbe todos los colores menos el verde, que es reflejado, llegando a nuestros ojos.

Existen dos colores con dos comportamientos extremos: el blanco y el negro:

• Un objeto blanco no absorbe color alguno sino que refleja todos.
• Un objeto negro absorbe todos los colores y por tanto no refleja ninguno.

Por esta razón si se colocan dos objetos iguales al Sol, siendo uno blanco y otro negro, el negro siempre se calentará mucho más que el blanco por absorber toda la radiación solar y por tanto la energía que trae ésta.

· La concentración de la radiación solar |

La concentración consiste en colectar la radiación solar que llega a un área determinada (área de captación) para redirigirla a un área más pequeña (área de absorción). De esta manera conseguimos más energía y por tanto más temperatura para cocinar que en el caso de que no concentremos.

El concentrador es el elemento encargado de concentrar. Éste debe tener dos características principales: una geometría adecuada para redirigir los rayos y estar hecho de un material de alta reflexividad (que los rayos solares que le lleguen se reflejen en su mayor parte).

El ejemplo más destacado de geometría adecuada para concentrar es la parábola . La parábola es una curva plana cuya propiedad es la de hacer pasar por un punto (llamado foco) a todas las rectas (los rayos solares en nuestro caso) que vienen paralelas a una determinada dirección. Si se hace coincidir la dirección de la parábola con la de los rayos solares entonces estaríamos concentrando en el foco.

¡V DIA DE LA COCINA SOLAR!