CONSTRUYA EL SECADOR SOLAR PARABÓLICO

AVANCES TÉCNICOSAVANCES TÉCNICOS 305305

Gerencia Técnica / Programa de Investigación Científica / Noviembre de 2002

ISSN - 0120 - 0178ISSN - 0120 - 0178

César Augusto Ramírez Gómez* ; Carlos E. Oliveros Tascón** ; Gonzalo Roa Mejía* *.

L os secadores solares concubierta plástica, denominadosparabólicos, han tenido gran

aceptación por los pequeñosproductores para secar la totalidaddel café de la finca, y por aquellosde mediana y alta producción, parasecar los “graneos”, las pasillas y elcafé de la cosecha sanitaria, ó Re-Re. Entre las características que máshan favorecido su rápida adopciónestán su bajo costo y sus facilidadesde construcción y operación.

El secador parabólico TipoCenicafé consta de unaestructura de formaparabólica construida enguadua (Figura 1), en la cualel plástico cubre el piso desecado y deja aberturas lateralesinferiores, de 50cm, en amboslados y de igual longitud a la del

secador, lo cual facilita la correctacirculación del aire. La coberturaplástica de 7,50m de largo y 6,20mde ancho, cubre una plancha deconcreto de 5cm de espesor y de26m2 de superficie (6,50m de largoy 4,00m de ancho). La altura máximadel secador es de 2,10m. Laaltura de lacapa

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

(aproximadamente 10kg de cafépergamino seco/m2). La capacidadmáxima de secado de esta unidad

es, por tanto, para 260kg (ó 21a r r o b a s ) d e c a f é

p e r g a m i n oseco.

* Asistente de Investigación. Ing. Agrícola. Centro Nacional de Investigaciones de Café, Cenicafé, Caldas, Colombia.* * Investigador Principal I. Ing. Agrícola. Centro Nacional de Investigaciones de Café, Cenicafé, Caldas, Colombia.

Figura 1. Secador solar parabólico

2

Selección del sitio para laconstrucción del secador

La ubicación correcta y la adecuadainterpretación de las figuras y de losplanos aquí presentados sonimportantes para la construcciónapropiada del secador, y para queel proceso de secado se realice enel menor tiempo posible, evitandola contaminación del café condiferentes sustancias y olores. Laestructura deberá estar separadapor lo menos 5 metros del sitio dedepósito y la descomposición de lapulpa de café y de cualquier otrafuente que pueda contaminar alcafé con olores indeseables,provenientes de establos, criaderosde cerdos, gallineros, pozossépticos, etc.

En el sitio del secador no se deberápermitir la circulación de animalesdomésticos, que contaminen elcafé. También deberá estar retiradode fuentes potenciales desombreamiento, como edifica-

ciones y árboles altos. Paraaprovechar mejor la radiación solar,el eje longitudinal (lado más largo)del secador deberá estar alineadocon la dirección Norte-Sur.

MaterialesPara la construcción del secador seutilizan los siguientes materiales defácil consecución en las regionescafeteras. Latas de guadua parasoportar el plástico. De cada guadua

se obtienen 4 latas al cortarlaslongitudinalmente. Vigas y columnasde guaduas enteras para soportartoda la estructura. Esterillas deguadua que se utilizan como basedel piso de concreto. Para aumentarla duración de las columnas, queson los elementos estructurales másafectados por la humedad del suelo,éstas se colocan sobre mojones deconcreto, que sobresalgan 20cmdel piso (Figura 2 y 4).

TABLA 1. Materiales necesarios en la construcción del secador solar parabólico*.

Figura 2. Demarcación del lote y construcción de mojones

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

3

La duraciónde las gua-

duas de-penderáen granmedidade loscuida-d o sque setenganduranteel cor-te y de

los trata-m i e n t o s

util izadospara preser-

varlas. Se reco-mienda seleccionar

las guaduas más maduras y cortarlasen época de luna menguante, entreel primero y segundo nudo. Luegodel corte se dejan en el guadualentre cuatro y ocho semanas parapermitir su deshidratación lenta. Paraprotegerlas de las plagas serecomienda inmunizarlas despuésde secadas, utilizando solucionespreservativas (mezcla de bórax yácido bórico en proporción 1:1,disuelto en 100 litros de agua).Después de inmunizadas se debencolocar en un lugar cubierto y enposición vertical, para que no sufrandeformaciones y puedan seraprovechadas ventajosamente.

CONSTRUCCIÓN

En la Tabla 1, se presenta un listadode los materiales necesarios para laconstrucción del secador solarparabólico.

CONSTRUCCIÓNLa Figura 3 (páginas centrales),contiene un plano detallado con lavista de planta, frontal, lateral, laperspectiva general, y los detalles deconstrucción necesarios delsecador parabólico.

Delimitación 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 rectángulosbien definidos: eldestinado para laposición 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 relación1:2:3 (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 piedrade la mezcla quede directamentesobre el suelo.

Piso del secadorSe recomienda que el piso sea deconcreto, de 5cm de espesor. Este

se construye sobre esterillas deguadua, soportadas por unentramado de 20 guaduas, condiámetro entre 12cm y 15cm,dispuestas en dirección del anchodel secador. Estas vigas se apoyanen 4 vigas de mayor robustez (15cmde diámetro), que a su vezdescansan en la parte superior delas columnas de concreto. La fijaciónde estas vigas a las columnas seobtiene por la incrustación, en laguadua, de una varilla de hierro de

1 pulgada (12,5mm) de diámetro,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 dealtura y 8 cm de espesor dispuestosen la periferia del piso. Este detallede la construcción evita la caída delos granos al suelo, y permiteaprovechar eficientemente toda elárea 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

4

Figura3. Planos de secador solar parabólico de café

5

6

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

Construcción de la cubiertaLa cubierta se construye colocandosus columnas (Figuras 9) (guaduasde 1,5m de longitud), embebidas oenterradas 60cm en el suelo. Paraevitar la pudrición 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 diámetro y de7,5m de longitud, las cualessobresalen 50cm, en las caras frontaly posterior, en proyecciónhorizontal con relación al piso. Deesta forma se evita que la lluvia entreal secador y moje el café. Las vigasse fijan a las columnas utilizandoalambre de hierro y clavos. Doscolumnas de guadua robusta (15cmde diámetro) centrales de 2,10m dealtura deben soportar la guaduaprincipal horizontal, también de

15cm de diámetro, que hace lasveces de caballete y que determinauna altura suficiente para que losoperarios, con sus rastrillos, trabajencómodamente 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 diámetro).Las latas de guadua, de naturalezaflexible, se disponen sobre las vigasen forma parabólica (Figura 10). Laseparación, centro a centro, entrelas latas de guadua es de 1,07m. Losbordes de las latas debendesbastarse para evitar que lasastillas hieran a las personas yrompan el plástico.

Se recomienda pintar de blanco laslatas para alargar la vida útil delplástico.

Instalación del plásticoLa última actividad en laconstrucción del secador es lacolocación del plástico. Delcuidado que se tenga en estadelicada etapa dependerá engran medida la vida útil, que se

estima en 3 a 5 años. Para evitarriesgos de roturas, para facilitar sureposición posterior y paradisminuir costos, se debe construirla cubierta en dos tramos iguales ó

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

7

dos semicubiertas, unidas en lacumbrera. El plástico generalmentese consigue en rollos de láminasdobles, de 2, 3 y 4m de ancho. Paracada semicubierta se necesitan 8,5m de plástico de 4,0 m de ancho.Para fijarlo a la estructura de guaduase enrolla un extremo lateral delplástico en una de las latas y se fijaen el caballete (Figura 11).Seguidamente se enrolla el otroextremo del plástico 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 alteraría la estructura del plásticoy se diminuiría su vida útil. En formasimilar se deben templar los otrosdos extremos de la otrasemicubierta. Para fijar el plástico alas latas se recomienda utilizarpuntillas de 2 pulgadas y “refuerzos”construidos de plástico ó deneumático (Figura 13). La segundasemicubierta debe traslaparse conla primera, en la cumbrera, para quesellen bien y se evite la entrada delas aguas lluvias. Se recomienda,

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

Durante la construcción de lacubierta plástica del secador sedeben extremar los cuidados paraevitar roturas, o cortes pequeñosque pueden ocasionar futurasrasgaduras.

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

Para conservar al máximo laspropiedades ópticas del plásticodebe mantenerse limpio, medianteel lavado frecuente y utilizandosolamente agua limpia. No utiliceningún detergente para estaoperación.

Figura 11. Templado e instalación del plástico para lacubierta en el caballete.

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

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

Figura 13. Fijación del plástico conpuntillas y refuerzos en plástico oneumático

Edición: Héctor Fabio Ospina OspinaFotografía: Gonzalo Hoyos Salazar, César A. Ramírez G.Diagramación: Olga Lucía Henao Lema

Centro Nacional de Investigaciones de Café

"Pedro Uribe Mejía"

Chinchiná, Caldas, Colombia

Tel. 506550 Fax. 504723A.A. 2427 Manizales

cenicafe@cafedecolombia.com

Los trabajos suscritos por elpersonal técnico del CentroNacional de Investigaciones deCafé son parte de las investigacio-nes realizadas por la FederaciónNacional 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. GONZÁLEZ R., F.O. Estudioscomparativo de secadores solarespor convección natural para cafépergamino. Cali, Universidad delValle-Universidad Nacional deColombia, 1988. 192 p. (Tesis:Ingeniería Agrícola).

2. HIDALGO L., O. Bambú, su cultivo yaplicaciones en fabricación de

papel, construcción, arquitectura,artesanía. Estudios técnicoscolombianos Ltda. 1974, 318 p.

3. ROA M., G.; OLIVEROS T. , C.E. ;RAMÍREZ G., C.A.. Uti l ice laenergía solar para secarcorrectamente el café. AvancesTécnicos Cenicafé 281:1- 4.2000.

LITERATURA CONSULTADA

¿CÓMO UTILIZAR MEJOR ELSECADOR ?

El tiempo requerido para secar el caféhasta la humedad de comercialización(10 al 12%) con el equipo parabólico esmuy influenciado por las condicionesclimáticas del lugar. En general, en laszonas cafeteras colombianas éste tiempovaría entre 7 y hasta 15 días. Como lacosecha y el beneficio del café seefectúan diariamente es necesario queel piso del secador se divida en áreasapropiadas, para secar el café sin mezclarlas tandas de varios días. El número desecciones en que se divide el secadorpuede calcularse como igual al númerode días necesario para secar el cafémenos 1. Por ejemplo cuando el tiempopara secar el café se estíme de 9 días se

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

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

necesitarán 8divisiones, cadauna de 1,60m x1,67m, dejandoun pasadizo de0,50m x 6,46mpara facilitar elacceso del ope-rativo durante lacarga y descargadel secador. Paraevitar la mezclade granos de caféde diferentes díasde beneficio, cadasección se debeseparar utilizandotablas o esterillas,como se muestra en la Figura 14.Teniendo en cuenta el área destinadapara el café de cada día y la altura de la

Figura 14

capa recomendada (3cm) cada secciónpermite recibir un máximo de 53kg. decafé lavado / día.