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 EXPOSICIONES >> LA TERRAZA DEL SOL



 

La terraza del Sol
Diversos interactivos nos mostrarán qué es el Sol, como se mide la radiación, como nos movemos con respecto a él.



El Sol es una fuente de energía inagotable y su aprovechamiento se presenta como uno de los principales retos energéticos del futuro con tecnologías y aplicaciones muy diversas. En La terraza del Sol podemos encontrar algunas de estas tecnologías sostenibles: desde hacer funcionar un motor; el motor Stirling Solar, calentar agua para el consumo doméstico o cocinar, tanto en pequeñas cocinas como a gran escala con el reflector solar Scheffler de grandes dimensiones.

El mNACTEC mantiene una línea continuada de actividades relacionadas con la energía del Sol. Dentro de sus planes estratégicos apostó por la instalación de la Pared Fotovoltaica (una de los más grandes de Europa dentro de un núcleo urbano) y anualmente organiza el Curso de Energías Renovables, en colaboración con el Departamento de Educación.

Algunos de los objetos interactivos permiten saber como se aprovecha el Sol para medir el tiempo: los relojes solares y los calendarios solares. También, saber por qué la orientación del Sol varía a lo largo del año o como se obtienen los colores del arco iris y usar aparatos para medir la insolación y la radiación diarias.

El objeto estrella de La terraza del Sol es el reflector solar Scheffler de grandes dimensiones, el único reflector de estas características que hay en Catalunya, que permite cocinar para muchas personas. El reflector tiene una superficie reflectora de 8 m² y conforma una elipse de 3,8 x 2,8 m. Este objeto ha sido instalado gracias a la donación y colaboración de la Fundació Terra.

EL REFLECTOR SOLAR SCHEFFLER


El reflector Scheffler es un ingenio de concentración de la luz solar que permite, entre otras posibles aplicaciones, cocinar con la energía del Sol. El objetivo que condujo al desarrollo de estos reflectores fue hacer la cocción solar de la manera más cómoda posible. Con esta idea, el físico Wolfgang Scheffler diseñó una cocina solar que permitiese que el "fogón" de cocción quedase inmóvil mientras el Sol seguía su trayectoria celeste.

La estructura consta de 5 partes:


  • 1 Estructura de apoyo

  • 2 Reflector

  • 3 Mecanismo de rotación diaria

  • 4 Mecanismo de ajuste estacional

  • 5 Foco de cocción.

El reflector consta de: piezas de hierro y vidrios de espejo. Para los modelos europeos se utiliza un mecanismo de seguimiento fotovoltaico que alimenta un pequeño motor eléctrico, perfil de aluminio e hilo de sujeción de los espejos de acero inoxidable.

En 1986, el físico Wolfgang Scheffler construyó su primer reflector al Norte de Kenia. Después de veinte años de desarrollo tecnológico ha conseguido un aparato que capta de forma efectiva y cómoda la energía solar para la cocción de alimentos. El objectivo principal se ha centrado en la construcción de cocinas solares para colectivos, como cantinas de escuelas, hospitales, y otras instituciones. En estos momentos existen unos 720 reflectores en 21 paises. La cocina solar más grande del mundo se encuentra en Abu Road, Rajasthan, (Índia) donde se puede cocinar para 18.000 personas.

La técnica. Para conseguir que la cocina solar fuera práctica, se tenía que integrar el reflector en el edificio. Esto se consigue con un espejo parabolico. Això s’aconsegueix amb un mirall parabólico, excéntrico y deformable, que gira de manera sincronizada con el Sol alrededor de un eje paralelo al eje polar de la Tierra. Gracias a esta capacidad de deformación se puede ajustar para amoldarlo a la trayectoria solar de las diferentes estaciones del año.

Como funciona? El reflector refleja los rayos solares y los concentra delante de él. Es una sección lateral de un paraboloide o parábola de revolución. El corte inclinado crea un marco elíptico que da al reflector su horma característica. La luz reflejada por esta sección se concentra en el foco de la parábola que se encuentra a determinada distancia del reflector primario o principal. El eje de rotación del reflector para el seguimiento solar se encuentra en dirección Norte-Sur, paralelo al eje terrestre y pasando por el centro de gravedad del reflector. Así está en equilibrio rotacional y el mecanismo de relojería para el seguimiento solar no es preciso que haga mucha fuerza para estar siempre sincronizado con el Sol.

COCINAS Y HORNOS SOLARES
Cocinar con el Sol. Los primeros hornos solares se construyeron a finales del s.XVII y, actualmente, la cocina solar se presenta como una alternativa a la crisis de los combustibles y permite reducir las emisiones de gases con efecto invernadero. Existen dos formes de aprovechar la radiació solar y convertirla en calor útil para cocinar: la acumulación y la reflexión.

El horno solar 30-60. En los hornos solares, el aprovechamiento de la energía es por acumulación a través del efecto invernadero. Se pueden obtener temperaturas de entre los 80 y los 160 grados centígrados. Este horno se llama así porque puede ser utilizado en dos posiciones diferentes según como se apoye en el suelo. La posición 30 es idónea cuando los rayos de sol son muy inclinados (mañana, atardecer o invierno). En cambio, en la posición 60 sirve cuando los rayos son menos inclinados (al mediodía o en verano).



La cocina parabólica. Es un ejemplo de cocina de concentración que aprovecha las propiedades de reflexión de una pared parabólica, de manera que se dirijan los rayos solares a un punto determinado. Pueden llegar a temperaturas de más de 200 grados centígrados. Está formada por una parábola profunda de aluminio, que permite reflejar la radiación solar hacia un punto focal, donde se situará el recipiente con el que se quiera cocinar.

LOS INTERACTIVOS Y ARTEFACTOS SOLARES


1. Qué hora solar es?

Reloj solar. El recorrido del Sol por el firmamento se puede dividir en espacios iguales (las horas) y se puede observar proyectando la sombra de una varita llamada gnòmon o estilete sobre una superficie (cuadrante solar) donde se encuentran señaladas las horas adaptadas a la posición del reloj. La inclinación del gnòmon depende de la latitud.

2. Qué dia es?

Calendario solar. La combinación de la variación diaria de la altura del Sol con su recorrido de Este a Oeste nos indica, aproximadamente, el día en que nos encontramos. La mínima altura se produce en el solsticio de invierno (21 de diciembre) y la máxima tiene lugar al solsticio de verano (21 de junio). Los meses solares o zodiacales comienzan el día 21 de cada mes.

3. Dónde estás ahora Sol??

Gnomon de azimut. La dirección del gnomon de azimut sirve para medir la dirección (azimut) en la que se encuentra el Sol en cada momento. Sale por el Este (levante) con un margen de variación de unos 30º y se dirige hacia el acimut Sur por donde pasa al mediodía, después sigue camino hacia al Oeste (poniente). Los puntos de salida y puesta son variables durante el año. En el solsticio de invierno, en nuestra latitud, el recorrido del Sol es de 120º y en el de verano de 240º.

Gnomon de alturas. La longitud de la sombra del gnomon nos indica donde se encuentra el Sol en cada momento. El Sol aumenta de altura durante la mañana, llegando al máximo durante el mediodía, para después volver a descender. Este máximo varía: la altura mínima se produce en el solsticio de invierno (a nuestra latitud 25º) y la máxima, en el solsticio de verano (72º).

4. Observemos el Sol

Heliógrafo de Campbell-Stokes. Instrumento meteorológico que sirve para medir la insolación diaria. La esfera de vidrio concentra los rayos solares sobre una tira de cartulina que se quema en el punto en que se concentran los rayos de sol. Si el Sol luce todo el dia se forma un carbonizado continuo, sinó se suman las longitudes de las partes carbonizadas para conocer la insolación.

Telescopio solar. En el telescopio reflector la luz solar es dirigida por el objectivo hacia un espejo convexo que refleja y aumenta la imagen del Sol. Así, se pueden observar las manchas solares, trànsitos de planetas y eclipses sin ningún riesgo para los ojos. És útil para medir magnitudes: velocitad de rotación o inclinación del eje de la Tierra, etc.

5. Los colores de la luz

Difracción. La luz es una mezcla de colores de diferentes longitudes de onda. Si hacemos incidir un rayo de luz a través de un prisma, por el fenómeno de la difracción, la luz blanca se descompone en los diferentes colores del Arco Iris.

Absorción y reflexión. Un cuerpo, al ser iluminado, absorve una parte de las radiaciones solares (con una longitud de onda determinada) y refleja otras. Las ondas reflejadas son analizadas por el ojo humano e interpretadas como colores. Los cuerpos de colores oscuros, absorven longitudes de onda cercanas a los rayos infrarrojos, haciendo que s’escalfin més que els colors clars.

6. El calor del Sol

El increïble instrumento Stirling. Motor inventado en 1816, que funciona gracias a la diferencia de temperatura del aire creada en el interior de una cámara de compresión. La pantalla concentra la radiación solar para calentar el aire, el cual se expande y empuja el pistón. El desplazador impulsa el aire hacia el extremo frio, donde la disminución de la presión hace subir el pistón y vuelve a empezar el ciclo. Por razones de seguredad el motor solo se pondrá en funcionamento durante las demostraciones.


Efecto invernadero. El término efecto invernadero se refiere al papel que tienen los gases de la atmósfera en la retención del calor del Sol. Si medimos la temperatura y la presión atmosfèrica en un entorno cerrado por un vidrio donde se ha hecho el vacio y hacemos lo mismo en un entorno abierto, ¿por qué los valores son diferentes?

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