El paradigma en el uso de las energías renovables y procedimientos eficientes, son un tope o barrera que impide a la segunda mayor economía política de América Latina (México), aprovechar su máximo potencial energético. La radiación solar que alcanza la atmosfera terrestre corresponde a una cantidad de energía de 5x1024 Joules por año. Considerando el proceso de reflexión y absorción en la atmosfera, la intensidad máxima de la radiación solar en la superficie de la tierra alcanza un valor del orden de 1 Kw/m2.
La energía solar que llega a la superficie de la tierra equivale a 13,000 veces la producción mundial actual de energía a partir de combustibles fósiles y de uranio. La república mexicana se encuentra localizada entre los 14°33’ y 32°43’ de latitud norte y tiene una superficie de casi dos millones de kilómetros cuadrados, comprende en gran parte de su territorio regiones de alta insolación.
Sin embargo son escasas las inversiones para el aprovechamiento de fuentes de energía solar, es evidente que los eventos climáticos atípicos en México, la sobreexplotación de los recursos naturales son causados por el uso desmedido de combustibles fósiles, y causan gastos económicos hasta el valor de más de 10% del producto interior bruto (PIB). Por todo lo anterior el presente trabajo presenta la aplicación de una tecnología que aprovecha la energía solar, analizando su eficiencia y proceso en la deshidratación de la Grana Cochinilla.
Actualmente existen distintas tecnologías para el aprovechamiento de la energía solar; sin embargo, la radiación solar que se recibe en la superficie de la tierra presenta características que condicionan su utilización: la dispersión, que obliga a concentrar la radiación cuando se requieren temperaturas altas; la intermitencia, ya que se recibe únicamente durante el periodo diurno, y la imposibilidad de almacena, siendo necesario para ello realizar una transformación energética.
Las tecnologías más comunes son los colectores solares de concentración, los estanques solares, los convertidores de energía solar a fotovoltaica y los colectores solares planos, cada uno con sus respectivas variantes para aplicaciones particulares, en general se pueden clasificar las tecnologías de conversión fotovoltaica y las de conversión fototérmica.
El diseño de los deshidratadores solares tiene como finalidad incrementar el flujo de radiación solar sobre los receptores que pueden ser reflectores y refractores, en el caso particular se realiza la deshidratación de la producción de cochinilla (Dactylopius spp) que es producida por un insecto paracito de los nopales alimentándose de ellos.
La grana cochinilla es un insecto que se utiliza para la coloración de diversos objetos y para la elaboración de alimentos y medicamentos. Contiene ácido carmínico, colorante muy preciado internacionalmente.
Para el cultivo de la grana Cochinilla, las pencas son infestadas con cochinillas madres cargadas de huevos que son depositadas por los productores en nidos especialmente confeccionados para este propósito. Tres meses después, cuando los insectos han alcanzado su estado adulto se cosechan, se limpian para quitar la cubierta cerosa y se secan, quedando con una apariencia de granos negruzcos que se emplea en cosméticos y para lustrar frutas.
Los cultivos requieren ciertas condiciones ambientales, porque el insecto muestra un alto grado de sensibilidad, como temperatura media de cerca de 20°C, una humedad relativa de 40% y sobre todo muy baja precipitación pluvial. Se cosechan las hembras maduras y ovopositantes, las cuales poseen el pigmento en mayor cantidad (19% a 22%) acido carmín, posteriormente se sacrifica el insecto a la sombra sin que exista reproducción de estas, y así obtener ácido carmín de 26%.
Luego de la cosecha se utiliza el deshidratador que cuenta con un sistema de flujo de aire caliente por convección forzada, permitiendo que la temperatura se pueda estabilizar, reducir humedad según las necesidades del producto y obtener un secado más uniforme e incrementar la calidad de materia prima. Para evaluar la eficiencia se registran los máximos y mínimos de temperatura y humedad dentro y fuera del deshidratador en un rango de 7 horas.
Las mediciones de temperatura y humedad que se tomaron en cuenta para llevar a cabo este proyecto son representativas del lugar y tiempo del centro de la república mexicana durante el mes de septiembre-diciembre. El proceso de producción utilizando el deshidratador redujo de 8 horas de deshidratación a 3 horas, con máximos de temperatura prolongados a 2 horas con temperatura a 57.5°C y una diferencia de 25°C entre el deshidratador y la temperatura ambiente.
Programa de Energías Renovables
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