secador solar parabolico para cafe

8/13/2019 Secador Solar Parabolico Para Cafe

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CONSTRUYA EL SECADOR SOLAR PARABLICO

AVANCES TCNICOSAVANCES TCNICOS 305305

Gerencia Tcnica / Programa de Investigacin Cientfica / Noviembre de 2002

ISSN - 0120 - 0178ISSN - 0120 - 0178

Csar Augusto Ramrez Gmez* ; Carlos E. Oliveros Tascn** ; Gonzalo Roa Meja* *.

L os secadores solares concubierta plstica, denominadosparablicos, han tenido granaceptacin por los pequeosproductores para secar la totalidaddel caf de la finca, y por aquellosde mediana y alta produccin, parasecar los graneos, las pasillas y el

caf de la cosecha sanitaria, Re-Re. Entre las caractersticas que mshan favorecido su rpida adopcinestn su bajo costo y sus facilidadesde construccin y operacin.

El secador parablico TipoCenicaf consta de unaestructura de formaparablica construida enguadua (Figura 1), en la cualel plstico cubre el piso de

secado y deja aberturas lateralesinferiores, de 50cm, en amboslados y de igual longitud a la del

secador, lo cual facilita la correctacirculacin del aire. La coberturaplstica de 7,50m de largo y 6,20mde ancho, cubre una plancha deconcreto de 5cm de espesor y de26m2de superficie (6,50m de largoy 4,00m de ancho). La altura mximadel secador es de 2,10m. La

altura de lacapa

de caf lavado no debe sersuperior a 3cm, por lo cual, lacantidad de caf mojado que sedepos i ta es de 19 ,5kg/m 2

(aproximadamente 10kg de cafpergamino seco/m2). La capacidadmxima de secado de esta unidad

es, por tanto, para 260kg ( 21

a r r o b a s ) d e c a f p e r g a m i n o

seco.

* Asistente de Investigacin. Ing. Agrcola. Centro Nacional de Investigaciones de Caf, Cenicaf, Caldas, Colombia.* * Investigador Principal I. Ing. Agrcola. Centro Nacional de Investigaciones de Caf, Cenicaf, Caldas, Colombia.

Figura 1. Secador solar parablico


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Seleccin del sitio para laconstruccin del secador

La ubicacin correcta y la adecuadainterpretacin de las figuras y de losplanos aqu presentados sonimportantes para la construccin

apropiada del secador, y para queel proceso de secado se realice enel menor tiempo posible, evitandola contaminacin del caf condiferentes sustancias y olores. Laestructura deber estar separadapor lo menos 5 metros del sitio dedepsito y la descomposicin de lapulpa de caf y de cualquier otrafuente que pueda contaminar alcaf con olores indeseables,provenientes de establos, criaderos

de cerdos, gall ineros, pozosspticos, etc.

En el sitio del secador no se deberpermitir la circulacin de animalesdomsticos, que contaminen elcaf. Tambin deber estar retiradode fuentes potenciales desombreamiento, como edifica-

ciones y rboles altos. Paraaprovechar mejor la radiacin solar,el eje longitudinal (lado ms largo)

del secador deber estar alineadocon la direccin Norte-Sur.

Materiales

Para la construccin del secador seutilizan los siguientes materiales defcil consecucin en las regionescafeteras. Latas de guadua parasoportar el plstico. De cada guadua

se obtienen 4 latas al cortarlaslongitudinalmente. Vigas y columnasde guaduas enteras para soportar

toda la estructura. Esterillas deguadua que se utilizan como basedel piso de concreto. Para aumentarla duracin de las columnas, queson los elementos estructurales msafectados por la humedad del suelo,stas se colocan sobre mojones deconcreto, que sobresalgan 20cmdel piso (Figura 2 y 4).

TABLA 1. Materiales necesarios en la construccin del secador solar parablico*.

Figura 2. Demarcacin del lote y construccin de mojones

* Precios a julio de 2002.* * Fabricados por Productos Qumicos Andinos - Manizales


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La duracinde las gua-

duas de-penderen granmedida

de loscuida-d o sque setenganduranteel cor-te y de

los trata-m i e n t o s

uti l izadospara preser-

varlas. Se reco-mienda seleccionarlas guaduas ms maduras y cortarlasen poca de luna menguante, entreel primero y segundo nudo. Luegodel corte se dejan en el guadualentre cuatro y ocho semanas parapermitir su deshidratacin lenta. Paraprotegerlas de las plagas serecomienda inmunizarlas despusde secadas, utilizando solucionespreservativas (mezcla de brax y

cido brico en proporcin 1:1,disuelto en 100 litros de agua).Despus de inmunizadas se debencolocar en un lugar cubierto y enposicin vertical, para que no sufrandeformaciones y puedan seraprovechadas ventajosamente.

CONSTRUCCIN

En la Tabla 1, se presenta un listadode los materiales necesarios para laconstruccin del secador solar

parablico.CONSTRUCCIN

La Figura 3 (pginas centrales),contiene un plano detallado con lavista de planta, frontal, lateral, laperspectiva general, y los detalles deconstruccin necesarios delsecador parablico.

Delimitacin delterreno

El primer paso consisteen marcar en el terrenoescogido los puntos dereferencia y las medidasindicadas en los planos,con la ayuda de estacas,hilos y niveles. Como seobserva en la Figura 2,hay dos rectngulosbien definidos: eldestinado para laposicin de las columnas de soportede la cubierta (6,70m x 5,30m) y elde los dados de concreto desoporte del piso del secador (6,5mx 4,0m). Las 8 columnas quesoportan la cubierta y las 12 del piso,que sobresalen 20cm del suelo, seconstruyen en concreto de relacin1:2:3 (cemento, arena y gravilla fina,respectivamente) (Figura 5). En labase de los dados de concreto serecomienda colocar una capa desolado o recebo apisonado de 10cmde espesor, para evitar que la piedra

de la mezcla quede directamentesobre el suelo.

Piso del secador

Se recomienda que el piso sea deconcreto, de 5cm de espesor. Este

se construye sobre esterillas deguadua, soportadas por unentramado de 20 guaduas, condimetro entre 12cm y 15cm,dispuestas en direccin del anchodel secador. Estas vigas se apoyan

en 4 vigas de mayor robustez (15cmde dimetro), que a su vezdescansan en la parte superior delas columnas de concreto. La fijacinde estas vigas a las columnas seobtiene por la incrustacin, en laguadua, de una varilla de hierro de

1 pulgada (12,5mm) de dimetro,

15cm de longitud libre, empotradaen cada dado de concreto (Figura 5).

Las guaduas que soportan la esterilla(Figura 6), se amarran con alambrede hierro o con clavos. Pos-teriormente se coloca una malla degallinero de 2 (Figura 7). La placadel piso se construye en concreto1:2:4 con un espesor aproximadode 5cm (Figura 8). Se incluyenbordes de concreto de 9 cm de

altura y 8 cm de espesor dispuestosen la periferia del piso. Este detallede la construccin evita la cada delos granos al suelo, y permiteaprovechar eficientemente toda elrea de secado. Se debe aplicar unalechada de cemento al piso del

Figura 4. Columna enguadua revestida enconcreto

Figura 5. Dimensiones de los dados de concreto, conla varilla de hierro, para el anclaje de las guaduas.

Figura 6. Piso en entramado de guadua, conesterilla


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Figura3. Planos de secador solar parablico de caf


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secador, con una paleta o llana, conel fin de darle a la superficie unacabado fino y liso. Se debe esperarun mnimo de 2 semanas defraguado, antes de usar el secador,para obtener la mxima resistencia

del concreto.

Construccin de la cubierta

La cubierta se construye colocandosus columnas (Figuras 9) (guaduasde 1,5m de longitud), embebidas oenterradas 60cm en el suelo. Paraevitar la pudricin de la guadua porel contacto directo con el suelo, sela recubre de concreto 1:2:3,conformando una columna quesobresale 20cm del nivel del piso(Figura 9). Sobre estas columnas secolocan dos vigas robustas enguadua de 15 cm de dimetro y de7,5m de longitud, las cualessobresalen 50cm, en las caras frontaly posterior, en proyeccinhorizontal con relacin al piso. Deesta forma se evita que la lluvia entreal secador y moje el caf. Las vigasse fijan a las columnas utilizandoalambre de hierro y clavos. Doscolumnas de guadua robusta (15cm

de dimetro) centrales de 2,10m dealtura deben soportar la guaduaprincipal horizontal, tambin de

15cm de dimetro, que hace lasveces de caballete y que determinauna altura suficiente para que losoperarios, con sus rastrillos, trabajencmodamente dentro del secador.

La cubierta propiamente dicha seconstruye con un entramado delatas de guadua de 7,5m de longitudy 5cm de ancho (se obtienen 4 latasde guadua de 15cm de dimetro).Las latas de guadua, de naturalezaflexible, se disponen sobre las vigasen forma parablica (Figura 10). Laseparacin, centro a centro, entrelas latas de guadua es de 1,07m. Losbordes de las latas debendesbastarse para evitar que las

astillas hieran a las personas yrompan el plstico.

Se recomienda pintar de blanco laslatas para alargar la vida til delplstico.

Instalacin del plstico

La ltima actividad en laconstruccin del secador es lacolocacin del plstico. Del

cuidado que se tenga en estadelicada etapa depender engran medida la vida til, que se

estima en 3 a 5 aos. Para evitar

riesgos de roturas, para facilitar sureposicin posterior y paradisminuir costos, se debe construirla cubierta en dos tramos iguales

Figura 7. Concreto reforzado conmalla de gallinero de 2

Figura 8. Placa del piso en concreto 1:2:4. Acabado fino y lisocon paleta o llana.

Figura 9. Columna revestida en concreto parasoporte lateral de la cubierta


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dos semicubiertas, unidas en lacumbrera. El plstico generalmentese consigue en rollos de lminasdobles, de 2, 3 y 4m de ancho. Paracada semicubierta se necesitan 8,5m de plstico de 4,0 m de ancho.Para fijarlo a la estructura de guaduase enrolla un extremo lateral delplstico en una de las latas y se fijaen el caballete (Figura 11).Seguidamente se enrolla el otro

extremo del plstico en otra lata(Figura 12) y se templa hasta quese obtenga un estiramiento igual al1% (o sea, 1cm de estiramiento porcada metro de longitud original). Nodebe excederse este valor, porquese alterara la estructura del plsticoy se diminuira su vida til. En formasimilar se deben templar los otrosdos extremos de la otrasemicubierta. Para fijar el plstico alas latas se recomienda utilizar

puntillas de 2 pulgadas y refuerzosconstruidos de plstico deneumtico (Figura 13). La segundasemicubierta debe traslaparse conla primera, en la cumbrera, para quesellen bien y se evite la entrada delas aguas lluvias. Se recomienda,

adems, colocar en la cumbrera uncaballete de plstico que cubre latasde guadua de 60cm de ancho paraasegurar completamente laestructura contra filtraciones deagua en el empate central.

Durante la construccin de lacubierta plstica del secador sedeben extremar los cuidados paraevitar roturas, o cortes pequeosque pueden ocasionar futurasrasgaduras.

Se recomienda disponer de tapaslaterales del secador de plstico,removibles (Figura 1), con el fin deevitar que las aguas lluvias mojen elcaf. Las mismas debern retirarsepara permitir el flujo continuo de aireen el secador, en tiempo seco.

Para conservar al mximo laspropiedades pticas del plsticodebe mantenerse limpio, medianteel lavado frecuente y utilizandosolamente agua limpia. No utiliceningn detergente para estaoperacin.

Figura 11. Templado e instalacin del plstico para lacubierta en el caballete.

Figura 10. Entramado en latas de guadua para soporte de la cubierta

Figura 12. Sistema de templado delplstico en las latas de guadua

Figura 13. Fijacin del plstico conpuntillas y refuerzos en plstico oneumtico


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Edicin: Hctor Fabio Ospina OspinaFotografa: Gonzalo Hoyos Salazar, Csar A. Ramrez G.Diagramacin: Olga Luca Henao Lema

Centro Nacional de Investigaciones de Caf

"Pedro Uribe Meja"

Chinchin, Caldas, Colombia

Tel. 506550 Fax. 504723

A.A. 2427 Manizales

[email protected]

Los trabajos suscritos por elpersonal tcnico del CentroNacional de Investigaciones deCaf son parte de las investigacio-nes realizadas por la FederacinNacional de Cafeteros de Colom-bia. Sin embargo, tanto en estecaso como en el de personas nopertenecientes a este Centro, lasideas emitidas por los autores sonde su exclusiva responsabilidad yno expresan necesariamente lasopiniones de la Entidad.

1. GONZLEZ R. , F .O. Estudioscomparativo de secadores solarespor conveccin natural para cafpergamino. Cali, Universidad delValle-Universidad Nacional deColombia, 1988. 192 p. (Tesis:Ingeniera Agrcola).

2. HIDALGO L., O. Bamb, su cultivo yaplicaciones en fabricacin de

papel, construccin, arquitectura,artesana. Estudios tcnicoscolombianos Ltda. 1974, 318 p.

3 . ROA M., G . ; OL IVEROS T ., C . E. ;RAMREZ G., C.A.. Utilice laenerga solar para secarcorrectamente el caf. AvancesTcnicos Cenicaf 281:1- 4.2000.

LITERATURA CONSULTADA

CMO UTILIZAR MEJOR EL

SECADOR ?

El tiempo requerido para secar el cafhasta la humedad de comercializacin(10 al 12%) con el equipo parablico es

muy influenciado por las condicionesclimticas del lugar. En general, en laszonas cafeteras colombianas ste tiempovara entre 7 y hasta 15 das. Como lacosecha y el beneficio del caf seefectan diariamente es necesario queel piso del secador se divida en reasapropiadas, para secar el caf sin mezclarlas tandas de varios das. El nmero desecciones en que se divide el secadorpuede calcularse como igual al nmerode das necesario para secar el cafmenos 1. Por ejemplo cuando el tiempo

para secar el caf se estme de 9 das se

CONSTRUYA USTED MISMO SU PROPIO SECADOR.RECUERDE QUE LA CAPA DE CAF NO DEBE SER MAYOR DE 3,O cm Y QUE ES

NECESARIO REVOLVERLO POR LO MENOS TRES VECES AL DIA.OBTENGA AS CAF DE ALTA CALIDAD Y MEJORE SUS INGRESOS

necesitarn 8divisiones, cadauna de 1,60m x1,67m, dejandoun pasadizo de0,50m x 6,46mpara facilitar el

acceso del ope-rativo durante lacarga y descargadel secador. Paraevitar la mezclade granos de cafde diferentes dasde beneficio, cadaseccin se debeseparar utilizandotablas o esterillas,como se muestra en la Figura 14.Teniendo en cuenta el rea destinada

para el caf de cada da y la altura de la

Figura 14

capa recomendada (3cm) cada seccinpermite recibir un mximo de 53kg. de

caf lavado / da.

secador solar parabolico para cafe

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