Horno Panadero de Material Reutlizado

De Casiopea
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TítuloHorno Sustentable y Portátil para Pan
Palabras Clavehorno, diseño, travesía
Período2017-
AsignaturaConstrucción 3° DO 2017
Del CursoConstrucción 3° DO
CarrerasDiseño, Diseño Industrial
Alumno(s)Jessica Villarroel, Renee Rodo, Constanza Véliz, Valentina Carrasco


Horno Sustentable y Portátil para Pan

Entrega final

Lámina expositiva

Informe de Procesos






Primer Acercamiento al Tema

El cocinar

El cocinar el tan antiguo como la humanidad misma. Ha sido parte fundamental de la forma en que hemos evolucionado, de nuestra anatomía. Cuando horneamos o grillamos, estamos evocando técnicas milenarias que nos han enriquecido y han ido cambiando según las necesidades propias de las personas. La habilidad de controlar el fuego nos ha distinguido de otras especies.


“No es una exageración decir que si el fuego fue la tecnología que nos hizo humanos, el carbón fue la tecnología que nos permitió ser una civilización”.

El Pan

Investigación

Brasa como Fuente de Calor

Los hornos se inventaron hace más de 5.000 años, para el secado de ladrillos de barro. Este nuevo artefacto, permitió mantener el ritmo de crecimiento de la población, y los ladrillos se convirtieron en la piedra angular de las ciudades. Luego, pasaron a ser deshidratadores, lo que nos trae a cuestionar la importancia de la humedad en el horneado.

Cocinar con leña o carbón, es una técnica milenaria, que sigue siendo parte de nuestra cultura y lo seguirá siendo a futuro. El humo y las cenizas vienen con lo natural, lo orgánico.

¿Qué combustible usar? La composición del carbón afecta en la cantidad de cenizas, los brisquetes dejan una mayor cantidad, aislando las brasas a la vez que difunden el calor (se queman más frías, lentas y estables). El carbón deja más ceniza, logrando mayor temperatura, pero se quema más rápido y menos predecible.

Cocinar con gas; puede alcanzar muy altas temperaturas, pero irradia muy poca energía; a diferencia de un intenso calor por radiación que dora rápidamente. Una vez que las llamas iniciales de la combustión se van, el carbón toma un color brillante, con oxigeno reacciona químicamente para transformarse en monóxido de carbono. Estos ajustes químicos liberan grandes cantidades de calor que pueden llegar a elevar las temperaturas del carbón hasta 600º - 1000º Celsius.

Tipos de Horno a Brasa

Horno de barro
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Domo que se construye en el exterior, de barro o adobe. Posee una entrada frontal y un orificio a modo de chimenea en la parte trasera (para dejar escapar los gases de combustión). Se carga con leña, se enciende y calienta por alrededor de una hora. Luego se apartan las brasas a los costados y se introducen los alimentos. Se tapa la entrada y la chimenea para conservar el calor. La leña le da un sabor especial a los alimentos. Funciona enfriándose mientras se cocina.



Tipos Chimenea
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Consiste de dos cajas independientes, una caja de fuego y una de cocción (con piedra reflectante y bandejas ). Entre estas existe un canal por el cual fluye el calor, envolviendo completamente al horno para lograr una cocción pareja. Los alimentos (alejados de la combustión, conservan sus cualidades y obtienen sabores difíciles de lograr con otros sistemas de cocción. Es desarmable.


Roccbox
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Caja de capas de acero y material aislante con la parte superior curva. Esta pensado para ser transportable y posible de usar en cualquier lugar: liviano y con patas plegables.

En la parte trasera posee un canal por donde alimenta a gas o leña (piezas intercambiables). La pieza para la madera es de alta respirabilidad, para lograr altas temperaturas rápidamente. Al venir el fuego desde abajo, este sube y se reparte uniformemente dentro del espacio. Puerta herméticamente cerrada.

Propuesta 1

Forma

Para la forma general y externa del objeto consiste en un cilindro chato, de este modo se eliminan las aristas en el objeto; el calor no se estancaría, sino que se fluye; y dentro de este otro más pequeño, que además se piensa totalmente aislado.

Se introducen dos piedras refractarias como base, dentro del cilindro interior, la función de estas será mantener el calor, y además ser el conducto directo para que el calor actúe por conducción, sobre el pan, o bien sobre una bandeja que pueda agregarse a la estructura, buscando la rapidez del intercambio de pan cocido, y pan crudo listo para hornear, en otra bandeja intercambiable. En el centro de estas dos piedras se ubica una especie de canal, donde se agregará agua, que esté en contacto directo con el fuego, y de esta manera se evapore gradual o directamente, manteniendo la humedad del pan a hornear.

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También se le ubican dos puertas al objeto, una general que sirve para meter la masa a cocinar, esta abre la puerta del lugar aislado para los panes, buscando la hermeticidad de este, sin perdida calórica. Y además existe otra que abre solo el lugar donde se ubican las brasas, de modo que el calor que se pierde por abrir el objeto para agregar más brasas, sea diferente del lugar del pan.

La bandeja se hará circular, de modo que se ocupe el mayor espacio con una menor área total, optimizando el largo del horno, pero sumando al ancho del mismo.

Materialidad

El horno en general se piensa de acero inoxidable en su variante por la exposición a la intemperie y humedad de los diferentes lugares donde se llevará este, en ocasión de travesía. El cilindro interior también se piensa de este material, dentro de este se ubicarán las piedra refractarias, buscando la mantención y rapidez de calentado del lugar a encontrarse el alimento, y además este canal central de acero inoxidable ya que tendrá contacto directo con el agua (de evaporación de inmediata).

En general se usarán dos cilindros achatados, para un fácil posar y una horizontal formal. Tendrán dos tapas en sus extremos, herméticas/de calce. La frontal tendrá dos puertas independientes una de la otra, una para vigilar las brasas y otra para la comida.

Y como aislante se usará el mismo aire caliente que circula y una capa de aislante como fibra mineral o de roca, no combustible.

Fuente de Calor

Dos fuentes de calor en el mismo objeto, una inferior, que tendrá lugar en todo el largo inferior al cilindro interior, de modo que use ese vacío que se genera entre estos dos. Además se agrega una fuente de calor superior, la cual va a ayudar a crear un flujo continuo de aire, y a su vez acercar a la parte superior del pan, el mismo calor que lo cocine.

Con estas dos fuentes se busca la eficiencia energética, ya que se crea un flujo con un escape de aire superior, en una puerta corrediza que abrirá el lugar de las brasas superiores, donde habrán dos puertas, una que permitiera escapar el calor medidamente, como una especie de placa perforada con pequeños orificios que permitan el escape del humo del vacío central, donde se crea una continuidad y además comunicación y flujo entre las dos fuentes de calor.

Aislado

Se busca crear una capa de aire, sin material aislante, entre la capa exterior, y la interior que es totalmente aislada, para que de este modo se cree una radiación con los calores, y así un intercambio del aire caliente inferior, con el superior, y de este modo ambos mantengan una temperatura y calor continuo y estable que abrace a este objeto aislado, en cuyo interior se estarán cocinando los seis panes por este calor en su perímetro, y además el calor directo por conducción, tacto de los panes con esta piedra, o bien de la bandeja donde se encuentren con la piedra.

Se puede agregar en este vacío una pequeña capa de material aislante de fibra, como fibra de lana, o fibra mineral que trae como beneficio directo que aunque se sobre-caliente esta no se va a prender en fuego, ya que está hecha con minerales de roca que son incombustibles.

Otras Dimensiones a Considerar

Humedad

A medida que el calor del horno se transfiere a los alimentos, su humedad se evapora en el aire. Un añadido de agua bajo la comida humedecerá la el aire caliente que circula, elevando las temperaturas más rápido. Esta adición acelerará efectivamente la transferencia de calor dentro de la comida, su cocción terminara antes de lo que tardaría con aire seco. Agregarle humedad al aire hará más lento el proceso de evaporación de agua en la comida.

“No es el calor, es la humedad”

Ventilación y Corriente

El humo que flota le da forma al aire turbulento que sube. El calor del combustible quemando provoca que el aire adyacente se expanda, haciéndolo suspensible. Mientras el aire caliente sube , cocina la comida y crea una corriente que absorbe más aire para alimentar el fuego. El flujo de aire esta directamente relacionado con la intensidad del calor del fuego (se puede calentar más añadiéndole más aire, no más carbón).

Si puedes controlar la corriente, podrás controlar el calor. Una ventilación de aire permite controlar el flujo de aire hacia el fuego. Se abre para aumentar, se cierra para ahogar.

Pre-calentado

Para un horneado de pan, se debe asegurar una cierta cantidad de calor necesaria dentro del horno, y que esta se mantenga relativamente constante. Es por esto que se debe trabajar con materiales aislantes (escape del calor relatiamente leve y se debe pre calentar el horno por un tiempo determinado, y así garantizar una cocción uniforme. Las paredes calientes ayudarán a mantener la temperatura interna, lo mismo que una piedra (no el aire, es mal conductor). Un termómetro y un visor serían ideales para no tener que abrir las puertas del horno y dejar escapar calor.

Estudio de Materiales Aislantes

El objetivo de un aislamiento térmico es minimizar flujos de calor, desde la fuente al exterior a través de materiales de baja conductividad térmica

Fibrosos

Lana mineral: aislamiento incombustible y de protección contra el fuego, posee fibras resistentes a altas temperaturas. Su uso facilita y aumenta la eficacia de la protección activa. Protege las construcciones combustibles o susceptibles a los efectos del fuego. Aislante tipo lana, materiales procesados a partir de la fusión de materiales a base de sílice, aluminio, escoria o roca basaltica, convertidos en Fibras por proceso de soplado o centrifugado, para ser distribuidas de modo multi-direccional. Este en particular está hecho de roca volcánica, material natural presente en grandes cantidades en todo el mundo.

Lana de vidrio: hecho de arena natural a la que se añade vidrio reciclado. La manta de lana de vidrio formada es polimerizada, se calienta y pasa a través de rodillos de compresión para proporcionar el espesor y densidad de producto requerido. Los productos acabados se envasan bajo una alta compresión para reducir su volumen y el coste de almacenamiento y transporte.

Lana de vidrio/ Ultimate: se fabrica utilizando un proceso similar al utilizado para la lana de vidrio. Sin embargo, es un producto capaz de funcionar a temperaturas mucho más altas que los productos tradicionales de lana de vidrio. Esto tiene un avance que implica una nueva composición de vidrio y una extensa conversión del proceso básico de fabricación de lana de vidrio. Esta nueva lana mineral combina el rendimiento a alta temperatura de lana de roca con los beneficios del bajo peso, aislamiento térmico y acústico de la lana de vidrio. El resultado se logró con nuevo producto a base de lana de vidrio y una excepcionalmente alta resistencia a la temperatura.

Bloque

Ladrillo de adobe: de barro y arena secado al sol, se le suele añadir cal o algún otro aglutinante para darle resistencia, y paja para evitar que se agriete. Material transpirante y higroscópico (absorbe humedad del medio circundante). No es un buen aislante térmico, tiene una gran inercia, es decir, retiene bien el frío o el calor. Para aprovechar esta cualidad se debe colocar un material aislante en el exterior y no en la cara interior del muro como se hace habitualmente.

Ladrillo refractario: cerámico. Disminuye la adherencia con el mortero, logrando la resistencia a altas temperaturas y la abrasión (gran uso en estufas). Actualmente son empleados para revestir calderas, ollas, parrillas, hornos, adheridos uno con uno con tierra refractaria y/o cemento (mezcla de apariencia barrosa). Permite que el pegado en la tierra sea suficientemente resistente para los procesos. Los ladrillos además, son excelentes contenedores de calor, lo mantienen. Las concentraciones de alúmina en él, van desde el 36% hasta el 99%, variando sus resistencias

Laminares

Acero: las propiedades más importantes son buena conductividad térmica, inoxidabilidad y resistencia a la corrosión. Son materiales con alta resistencia mecánica, poseen buena soldabilidad, se pueden cortar y perforar y siguen manteniendo su eficiencia. Históricamente, la corrosión fue su desventaja, ya que el hierro se oxida, también existen aleaciones con resistencia a la corrosión como los aceros inoxidables. El acero se funciona según un coeficiente de dilatación similar al del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso simultáneo.

Maqueta

Planos

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Segunda Propuesta

Dimensión Reciclaje

Según datos del Instituto Nacional de Estadísticas (INE) el 2007 en Valparaíso se produjeron 591,6 toneladas de residuos sólidos municipales, aumentando a 655,1 al 2011. Diariamente crece la generación de basura, ya sea líquida, sólida o gaseosa, causando daños medioambientales y contaminando suelos de manera casi irreversible.

Con pequeñas acciones se pueden ir sentando precedente sen miras de marcar una diferencia y aportar desde nuestro lado con prácticas simples. Buscando ser un aporte a la concientización de los habitantes de Valparaíso, se propone construir con desechos un horno para pan. En una primera instancia con tubos de bosca y en una segunda, con un envase de gas vacío.

Así le daremos un nuevo uso a ciertos objetos y elementos que de otra manera, se desecharían; fáciles de conseguir, de alta calidad y bajo costo. Así, contribuyendo a la reducción de los desechos y a una ciudad más limpia.

Descripción

Fuente de Calor: se sigue manteniendo la fuente de calor y la forma en la cual circula dentro del horno, el calor producido por las brazas envuelve el pan haciendo el tiempo de cocción mas corto y uniforme. No es necesario temperaturas muy altas por su hermeticidad.

Aislante: los panes estarán en contacto directo con el calor que circula por dentro del horno por lo que no es necesario un material aislante por dentro de este y se es mas factible utilizarlo al exterior del cilindro ya que una vez que las brazas vayan perdiendo su temperatura el interior del horno siga horneando los panes.

Forma: Se planteará a partir de un cilindro de gas. Será modificado para crear una caja aislada con su propia entrada, donde se ubicara la bandeja con los panes; y un cajón en la parte inferior para las brasas, con su puerta/entrada de aire regulable. El escape de gas que tiene el cilindro en su parte superior sera re utilizada y replanteada, como escape de gases regulado.

Humedad: En la caja aislada donde se ubicarán los panes, se instalará un depósito en donde introducir agua a la hora de llevar el alimento a horneas, de esta forma se le añadirá el factor humedad a la cocción.

Portabilidad: Su forma compacta y pequeña permite su fácil traslado y eficaz utilización.

Pruebas de Horneado

Con el fin de comprobar de que forma se comportaría el pan en un horno del tipo a construir, se realizó un proceso de pruebas a distintas temperaturas, dentro de una Bosca.

Se trabajó una masa con reposo de una noche, está fue formateada en panes pequeños de medidad 2,5x8cm y luego introducida dentro de un recipiente compacto. Este recipiente se ubicó dentro de la bosca (una vez formadas las brasas). La primea prueba tardo 20 min, la segunda 15.

Los primeros panes al hornearse por más tiempo, a un fuego más alto se quemaron por deajo, tomando el sabor a ahumado en todo el pan e inflandose mucho. Los segundos se tostaron por debajo, lograron un menor tamaño, una buena miga y un buen sabor.

Planos

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Propuesta final






Anexo

Lámina 1

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Lámina 2

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Lámina 1

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