Manual secador solar madera

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COLOMBIA: Promoción de Oportunidades de Mercado para Energías Limpias y Eficiencia Energética

Cooperación Técnica No Reembolsable ATN/ME-11056-CO

MANUAL DE CONSTRUCCIÓN Y USO

Secador solar de túnel tipo Hohenheim para almidón de sagú o achira (versión en madera)

Universidad de Los Andes

Departamento de Ingeniería Mecánica

Bogotá, abril de 2012

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Tabla de Contenido

1 Declaración de responsabilidad ..................................................................... 5

2 Introducción ................................................................................................... 7

3 Descripción general ....................................................................................... 9

4 Materiales y herramientas ........................................................................... 11

5 Proceso de manufactura y ensamble .......................................................... 13

5.1 Manufactura de partes ............................................................................... 13

5.2 Ensamble ................................................................................................... 21

6 Instrucciones de uso y mantenimiento ........................................................ 33

7 Planos .......................................................................................................... 35

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1 Declaración de responsabilidad

En la preparación de este manual se han tomado todas las precauciones razonables. Sin embargo, ni el autor ni la Universidad de Los Andes asumirán responsabilidades por errores u omisiones en la información contenida aquí o por daños o perjuicios que resulten de su uso. Se cree que la información presentada es precisa pero no hay garantía total al respecto. Use esta información bajo su riesgo y responsabilidad.

Sus comentarios o inquietudes sobre este manual son de nuestro interés. Por favor comuníquelos a:

Prof. Orlando Porras [email protected] Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de los Andes Cra. 1 este No. 19A-40 Of. ML-441 Bogotá, Colombia

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2 Introducción

La Cámara de Comercio de Bogotá -CCB suscribió el convenio ATN/ME-11056 con el Banco Interamericano de Desarrollo en su calidad de Administrador del Fondo Multilateral de Inversiones (BID-FOMIN), el cual tiene por objeto la Promoción de Oportunidades de Mercado en Energías Limpias y Eficiencia Energética, denominado OPEN.

La CCB designó a la Dirección de su filial Corporación Ambiental Empresarial-CAEM como Coordinadora Institucional del Proyecto para supervisar la ejecución de las actividades.

Como parte del componente de apoyo a iniciativas concretas, se contempla el desarrollo de soluciones tecnológicas en energías limpias. Esta iniciativa establece el desarrollo de un proyecto demostrativo en una PyME.

Como resultado del proyecto denominado Mejoramiento Tecnológico con Asistencia Solar en la Extracción del Almidón de Sagú, el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Los Andes desarrolló un modelo de secador solar de túnel tipo Hohenheim. El sistema fue puesto en funcionamiento en la vereda Guchipas del municipio de Pasca en el departamento de Cundinamarca. Este documento es un manual para su construcción y uso.

Aunque este equipo fue diseñado especialmente para el secado de almidón de sagú, podría usarse para secar muchos otros productos de la finca. Averigüe por la preparación requerida para el secado de otros productos ya que pueden ser necesarios tratamientos previos como blanqueado en agua hirviendo, corte en pedazos pequeños e incluso el uso algunas sustancias para evitar la descomposición del material.

Este secador tiene una estructura hecha en madera. Existe un manual similar para un secador hecho mayormente con metal en caso que considere más apropiado ese material.

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3 Descripción general

El secador solar de túnel tipo Hohenheim es un equipo para mejorar el proceso de secado de productos agropecuarios sin utilizar más energía que la radiación solar, disponible en todos los lugares del planeta (Figura 1).

Figura 1 Secador solar de túnel tipo Hohenheim

Este secador tiene un diseño sencillo, un costo de construcción bajo, un fácil uso y, sobre todo, una alta efectividad.

El nombre Hohenheim proviene de la universidad alemana ubicada en Stuttgart donde el secador fue concebido originalmente en su Departamento de Ingeniería

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Agrícola. Este secador ha sido adaptado, construido y utilizado en diversas partes del mundo con bastante éxito.

El funcionamiento es simple: una superficie colectora metálica oscura (una teja) absorbe la radiación solar que cruza a través de la cubierta (el plástico de invernadero). La superficie colectora, que se calienta bastante1, hace aumentar la temperatura del aire que se encuentra sobre ella. El aire caliente se mueve naturalmente a través del túnel o pasaje que forma la cubierta con la plataforma del secador pasando sobre el producto y secándolo poco a poco. El aire húmedo sale por la chimenea ubicada en la parte posterior del secador mientras que el aire se renueva con aire ambiente que ingresa por la entrada frontal que se encuentra cerca a la superficie colectora. Este proceso se mantiene mientras que haya radiación solar. La combinación del movimiento del aire y su alta temperatura2 aceleran el proceso de secado de tal forma que es mucho más rápido que a cielo abierto o dentro de invernaderos con ventilación deficiente.

Este manual ilustra, paso a paso, la construcción y uso del secador solar con dimensiones generales de 1.3 m de ancho por 6 m de largo. Este diseño está previsto para realizarse en dos etapas de construcción. En la primera se construye la plataforma convencional de un secador. En la segunda etapa, que es opcional, se puede construir una segunda plataforma bajo la primera que permite aumentar la capacidad de secado con un sistema de presecado usando la misma estructura existente. En ese caso se debería agregar otra superficie colectora como lo muestran los planos en la sección 7 de este manual.

1 Puede llegar a temperaturas cercanas a 100ºC fácilmente.

2 El aire puede alcanzar temperaturas de 50ºC cuando la radiación solar es intensa y el flujo de aire bajo.

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4 Materiales y herramientas

Los materiales necesarios para construir el secador se presentan en la Tabla 1. Estos materiales se encuentran normalmente en las ferreterías y almacenes agrícolas en cualquier sitio de Colombia. El costo estimado de esta lista de materiales a marzo de 2012 es de $1,600,000.

Tabla 1 Lista de materiales3

Cantidad Descripción Medida 1 Teja de zinc 0.75 m x 3.0 m 1 Teja de zinc 0.75 m x 2.0 m 2 Ventilador de 12 V 0.12 m x 0.12 m 1 Interruptor de dos vías -‐ 3 Madera de pino cepillada y seca en cámara 41 x 41 mm 3.96 m 12 Madera de pino cepillada y seca en cámara 41 x 65 mm 3.96 m 3 Madera de pino cepillada y seca en cámara 41 x 90 mm 3.20 m 7 Madera de pino cepillada y seca en cámara 19 x 90 mm 3.96 m 5 Madera de pino cepillada y seca en cámara 33 x 140 mm 3.96 m 4 Madera de pino cepillada y seca en cámara 19 x 140 mm 3.96 m 2 Listón de madera de 20 mm x 20 mm 3 m 1 Tarro de pegante solución de caucho 375 ml 1 Tarro de cola de carpintería 1 kg 2 Tubo PVC 2” 6 m 2 Unión PVC 2” -‐ 2 PVC 2” -‐ 1 Película polietileno (Agrolene UV Invernadero) ancho 6 m 5 m 1 Empaque de caucho espumoso 4 cm x 2 cm 30 m 1 Empaque de caucho espumoso 3 cm x 1 cm 40 m 1 Empaque de caucho espumoso de 2 cm x 0.3 cm 25 m

3 La madera referenciada en esta lista tiene las dimensiones estándar de la marca chilena Arauco, disponible en Colombia; su uso simplifica bastante la manufactura. Esta madera denominada MSD proviene de reforestaciones sostenibles y tiene alta calidad por la uniformidad y rigor en su procesamiento. Si se usa otro tipo madera, la resistencia debe ser similar a la del pino radiata y las dimensiones deben acercarse a las indicadas aquí.

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1 Empaque de caucho de ranuras ancho 1” 2 m 1 Manguera de caucho de 2” diámetro 2 m 5 Platina acero 1” x 1/8” 6 m 1 Anticorrosivo gris 1/4 gal 1 Pintura negro mate 1/4 gal 1 Laca transparente para madera 1/4 gal 24 Tornillo con doble arandela y tuerca 1/4” x 4” -‐ 64 Tornillo con arandela y tuerca 1/4” x 1” -‐ 10 Tornillo con arandela y tuerca 1/4” x 2” -‐ 2 Tornillo con arandela y tuerca 1/4” x 5” -‐ 12 Tornillo con arandela y tuerca 3/16” x 3/4” -‐

400 Tornillo goloso (autoroscante) de cabeza cónica 1”, 1 1/2”, 2”, 2 1/2” -‐

1 Caja de puntillas 2” 1 Lb 1 Anjeo plástico fino 90 cm ancho 2 m 1 Cinta pegante transparente de empaque 2” Rollo 8 Grapa galvanizada de 2” calibre 20 -‐ 2 Tablero Superboard de 6 mm 1.22 m x 2.44 m 1 Tablero aglomerado recubrimiento melamínico 6 mm 2.15 m x 2.44 m 2 Bisagras de tipo mueble 3”

La siguiente es la lista de herramientas necesarias para realizar la manufactura del secador. Estas herramientas son básicas y fáciles de conseguir en cualquier lugar de Colombia.

1. Taladro manual (mandril 3/8”) y brocas de madera y metal (1/4”) 2. Destornilladores 3. Pinzas y alicates 4. Llaves fijas 5. Martillo 6. Segueta 7. Serrucho o sierra circular 8. Lijas para madera 9. Dobladora de metales 10. Soldadura eléctrica 11. Prensas de carpintería 12. Escuadra metálica 13. Nivel 14. Grapadora de impacto y grapas 15. Sierra circular

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5 Proceso de manufactura y ensamble

5.1 Manufactura de partes

La manufactura del secador solar ha sido pensada para minimizar el trabajo y el desperdicio de materiales. Aquí están los pasos a seguir para preparar los elementos necesarios para el posterior ensamble:

1. Cortar un (1) listón de madera de sección transversal de 19 mm x 90 mm longitudinalmente a la mitad con la sierra circular para obtener listones de sección transversal de 19 mm x 45 mm. Estos servirán para fabricar las guías para las patas de los bastidores longitudinales del secador.

2. Cortar un (1) listón obtenido en el paso anterior en 32 segmentos de 65 mm de largo de sección transversal de 19 mm x 45 mm que servirán como guías de las patas de los bastidores (Figura 2). El corte debe hacerse a escuadra.

3. Cortar diez (10) tramos de madera de sección transversal 41 mm x 90 mm de 0.99 m de longitud. Esto tramos serán las patas de los bastidores del secador.

4. Cortar cuatro (4) tramos de madera de sección transversal de 41 mm x 65 mm de 1.98 m de longitud. Estos tramos serán los largueros de los dos bastidores cortos.

5. Los cuatro (4) largueros de los bastidores largos son tramos de madera de sección transversal de 41 mm x 65 mm de 3.96 m. No es necesario cortarlos.

6. Lijar los cantos de los 32 segmentos obtenidos en el paso anterior para quitar astillas o imperfecciones producidos por los cortes.

7. Fijar con cola de carpintería y puntillas las guías en los largueros superior e inferior del bastidor a lado y lado de la localización de las patas de acuerdo con el plano (Hoja 1) de la sección 7 de este manual (Figura 2 y Figura 3). Tener cuidado con el hecho que el larguero superior va por dentro de las patas mientras el inferior va por fuera como lo muestran los planos (Hoja 2). En los extremos las patas tienen sólo una guía. Las guías deben localizarse a escuadra para garantizar la verticalidad de las patas (Figura 3).

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Figura 2 Corte (izq.) y encolado (der.) de las guías para las patas de los bastidores.

Figura 3 Fijación con puntillas (izq.) y localización a escuadra (der.) de las guías de las patas de los bastidores.

Figura 4 Armado de bastidores. Taladrado (izq.) y atornillado (der.)

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Figura 5 Protección con manguera de caucho para las patas de los bastidores (izq.) y

adhesión del empaque en los largueros inferiores de los bastidores (der.).

Figura 6 Avellanado de los taladros pasantes. Localización de los taladros (izq.) y broca para madera con punta (der.)

8. Armar los bastidores con tornillos de ¼” x 4” con doble arandela y tuerca de acuerdo con las dimensiones de los planos (Hoja 1). Son dos bastidores (izquierdo y derecho) de 3.96 m y dos bastidores (izquierdo y derecho) de 1.98 m de longitud. El taladro de los agujeros pasantes debe hacerse al tiempo en la pata y el larguero con la ayuda de la prensa de carpintería y la escuadra. Los bastidores izquierdos son diferentes a los derechos. Los dos bastidores izquierdos deben empalmar al igual que los derechos (Figura 4).

9. Colocar la protección de manguera de caucho en el apoyo de todas las patas del bastidor con puntillas en la parte inferior y pegado con solución de caucho (Figura 5, izq.).

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10. Pegar a todo lo largo de los largueros inferiores y por su costado exterior el

empaque de caucho espumoso de sección de 4 cm x 2 cm con solución de caucho (Figura 5, der.).

11. Cortar diez (10) tramos de 1.3 m de madera de sección de 33 mm x 140 mm. Estos tramos serán los travesaños que unen los bastidores y sirven de soporte a los cajones.

12. Avellanar en cada tabla cuatro (4) taladros pasantes de 1/8” con una broca más grande para que se facilite la instalación de los travesaños sobre los bastidores (Figura 6)

13. Cortar dos (2) de los tramos anteriores longitudinalmente cada uno en cuatro (4) tramos de 1.3 m con sección transversal de 33 mm x 33 mm. Estos tramos servirán de travesaños para soportar el tablero de superboard que tendrá encima las tejas de zinc.

14. Cortar doce (12) tramos de madera de sección 33 mm x 140 mm de 54 cm de longitud. Estos tramos serán los soportes longitudinales que complementan los travesaños para formar la estructura de soporte de los cajones de acuerdo con los planos (Hoja 4).

15. Cortar dos (2) tramos de madera de sección de 19 mm x 90 mm de 1.98 m de longitud. Estos tramos serán los bordes superiores longitudinales que van sobre los bastidores cortos del secador. Dos tramos adicionales de 3.98 m de longitud y la misma sección transversal servirán como los bordes para los bastidores largos.

16. Pegar a lo largo de los cuatro tramos que serán los bordes superiores longitudinales, por su costado superior y alineado con un borde, una tira de caucho espumoso de sección de 4 cm x 2 cm (Figura 20).

17. Cortar doce (12) tramos de madera de sección de 19 mm x 140 mm de 1.22 m de longitud. Estos tramos servirán para fabricar los marcos de los cajones.

18. Cortar longitudinalmente los doce (12) tramos precedentes para obtener 24 tramos de madera de sección de 19 mm x 70 mm de 1.22 m de longitud.

19. Con la sierra circular hacer cortes longitudinales en los 24 tramos precedentes para formar unas ranuras de 6 mm de alto y 10 mm de profundidad a una distancia de 50 mm de uno de los bordes del tramo como lo indican los planos (detalles Hoja 3, Figura 7).

20. Cortar cada uno de los 24 tramos anteriores en dos partes, una de las cuales debe tener 58 cm de longitud (el lateral corto) y la otra aproximadamente 64 cm (el lateral largo).

21. Se recortan del tablero de aglomerado con recubrimiento melamínico doce (12) cuadrados de 60 cm x 60 cm. Estos serán los fondos de los cajones.

22. Se ensamblan dos (2) laterales cortos de 58 cm en lados opuestos de un cuadrado de aglomerado melamínico, usando las ranuras, centrados y pegados con cola de carpintería.

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23. Se ajustan las longitudes de dos (2) laterales largos para conformar un

cajón de acuerdo con el ensamblaje de la operación anterior. Esto se hace cajón por cajón para corregir pequeños errores dimensionales.

Figura 7 Ranuras longitudinales en los tramos de madera (izq.) y cajones armados (der.)

Figura 8 Ensamble de laterales y fondos (izq.) y cajón armado con tornillos (der.).

24. Se ensamblan los laterales largos en los lados opuestos restantes del ensamble anterior para armar el cajón. Se pegan con cola de carpintero a los fondos en las ranuras y con dos tornillos golosos de 2” se fijan los laterales largos a los cortos en cada punto de contacto (Figura 8).

25. En cada cajón se fija un empaque de caucho espumoso de 3 cm x 1 cm de sección sobre uno los laterales largos en toda su longitud y en una posición inferior mediante solución de caucho. Este empaque permitirá sellar el espacio entre dos cajones adyacentes (Figura 9).

26. Cortar diez (10) tramos de la platina de acero de 1.54 m de longitud.

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27. Cortar catorce (14) tramos de la platina de acero de 5 cm de longitud. 28. Se taladran tres (3) agujeros de ¼” en cada tramo de platina de 1.54 m de

longitud. Dos a 35 mm de cada extremo y un tercero en la mitad de la longitud. Los agujeros deben quedar centrador a lo ancho de la platina.

29. Se taladra un agujero de ¼” en cada tramo de platina de 5 cm de longitud a 15 mm de uno de sus bordes centrado a lo ancho.

30. Se conforman mediante dobleces todos los tramos de platina de 1.54 m de acuerdo con las dimensiones y formas indicadas en los planos (Hoja 3).

31. Soldar los tramos de platina de 5 cm a los tramos de 1.54 m como indica el plano (Hoja 3, Figura 10) para obtener los soportes de la cubierta.

32. Cortar cuatro (4) tramos de platina de 1.60 m de longitud para armar las dos crucetas de arriostramiento de los extremos del secador.

33. Cortar seis (6) tramos de platina de 1.45 m de longitud para armas las tres crucetas de arriostramiento intermedias del secador.

34. Taladrar agujeros tres (3) en todos los tramos de platina de las crucetas: dos a 15 mm de cada extremo y uno justo en el centro de su longitud total.

35. Armar las cinco (5) crucetas uniendo las platinas en parejas de igual longitud mediante un tornillo de 3/16” x ¾” con dos arandelas y una tuerca en el agujero central.

Figura 9 Detalle de la localización del empaque de caucho y su función en el sellado del espacio entre cajones.

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Figura 10 Unión soldada entre las platinas de acero de 1.54 m y de 5 cm.

36. Con el listón de madera de 20 mm x 20 mm armar el marco triangular, uniendo con tornillos golosos, que sirve de soporte al anjeo de la entrada del secador de tal forma que ajuste en la parte interior de uno de los soportes de la cubierta en película de polietileno (Figura 12). Tener cuidado en dejar una caja de 19 mm x 45 mm en la parte superior para alojar el larguero que une los soportes y da rigidez a la estructura de la cubierta. Fijar el anjeo al marco de madera del lado que corresponderá al exterior mediante grapas.

37. Se fabrica un marco como estructura para la tapa abatible de la entrada del secador uniendo con tornillos golosos tramos en madera de sección 19 mm x 41 mm. Las longitudes deben coincidir con el soporte metálico de la cubierta en polietileno de tal forma que cuando el marco en madera se superpone al soporte metálico, este queda escondido detrás. Se corta un triángulo del tablero de aglomerado melamínico que ajuste exactamente dentro del marco y se fija a él mediante cola de carpintería (Figura 13).

38. Se cortan dos cajas sobre el triángulo de aglomerado melamínico de un tamaño un poco mayor que los ventiladores. Sobre el perímetro de cada caja se instalan tres tramos para forma un marco que provee el soporte a los ventiladores (Figura 11).

39. Sobre un travesaño del secador (tramo de madera de 33 mm x 140 mm x 1.3 m) se fija un soporte metálico mediante tornillos golosos. Dentro del soporte metálico se coloca el marco del anjeo. Posteriormente se fija el marco de madera de la tapa abatible del otro lado del travesaño mediante dos bisagras atornilladas con tornillos golosos (Figura 13).

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40. Cortar las tejas de zinc en tres (3) pedazos de 75 cm x 130 cm y pintar uno

de sus lados con pintura negra mate. 41. Cortar un tablero de superboard a una longitud de 1.98 m. El otro tablero de

superboard se corta con sierra o segueta a un ancho de 8 cm y un largo de 1.98 m.

Figura 11 Cajas y marcos sobre la tapa abatible para colocar los ventiladores. Vista general (izq.); detalle de los marcos (der.)

Figura 12 Marco triangular de madera colocado dentro del soporte en platina de la cubierta. En la parte superior del marco se observa una caja para alojar el larguero.

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Figura 13 Marco de la estructura de la tapa abatible de la entrada del secador

5.2 Ensamble

Para ensamblar el secador se requiere de por lo menos dos personas que deben ejecutar los siguientes pasos en el orden indicado:

1. Disponer de un terreno de por los menos 2.5 m x 9 m despejado y nivelado, preferiblemente de tal forma que el largo quede orientado en la dirección norte-sur donde no haya obstáculos naturales, construcciones, etc. que puedan hacer sombra sobre el secador, especialmente en la parte delantera donde se encuentra la teja de zinc que servirá de superficie colectora (Figura 14).

2. Colocar los bastidores a lo largo del terreno nivelado formando los dos costados del secador.

3. En el extremo anterior de los bastidores colocar el travesaño (sección de 33 mm x 140 mm) que incluye la tapa abatible y el anjeo mediante tornillos golosos colocados en los taladros previamente realizados (Figura 14).

4. Colocar fijando con tornillos golosos el travesaño (sección 33 mm x 140 mm) en el extremo posterior de los bastidores para darle una rigidez inicial al montaje. Usar las prensa de carpintería para garantizar una correcta posición de las partes antes de atornillarlas (Figura 15).

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Figura 14 Terreno despejado y nivelado (izq.). Instalación del travesaño en el extremo

anterior de los bastidores (der.).

Figura 15 Instalación del travesaño del extremo posterior de los bastidores.

Figura 16 Fijación con tornillos de los travesaños intermedios (izq.). Alineación con una cuerda tensionada y nivelación (der.).

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5. Colocar los travesaños de sección transversal de 33 mm x 140 mm y 130

cm de longitud distanciados 66 cm entre centros como indican los planos (Hoja 4). Usar una cuerda tensionada apoyada en los travesaños de los extremos para garantizar la alineación lateral de todos los demás travesaños. Asegúrese también de mantener nivelada toda la estructura (Figura 16).

6. Colocar seis (6) travesaños de sección transversal de 33 mm x 33 mm y 130 cm de largo sobre el resto de los bastidores cortos dejándolos igualmente espaciados. Fijar con un tornillo goloso en cada extremo a los largueros superiores. Debe alinearse con ayuda de la misma cuerda tensionada del paso anterior (Figura 17).

7. Después de asegurar la nivelación de la estructura del secador tanto en bastidores como en travesaños, se instalan las crucetas metálicas fijándolas mediante tornillos a las patas de secador. Las crucetas más largas son para los extremos de la estructura del secador. Las cortas son para las patas interiores y deben colocarse por debajo del nivel de los largueros inferiores de los bastidores para que no interferir con el tablado inferior que se instalaría en la ampliación de la capacidad del secador con una segunda etapa (Figura 18).

8. Instalar los doce (12) tramos de madera de sección 33 mm x 140 mm de 54 cm de longitud fijándolos con tornillos a los largueros superiores del bastidor más largo de tal manera que forme marcos con los travesaños instalados para soportar los cajones como indican la Hoja 4 de los planos (Figura 19). Utilice la prensa de carpintería para asegurar la posición y facilitar la instalación.

9. Instalar los tramos de madera de sección 19 mm x 90 mm que forman los bordes superiores longitudinales de la plataforma del secador fijándolos con tornillos a los travesaños de tal forma que las caras inferiores de unos y otros queden alineados en el mismo plano (Figura 20).

10. Colocar los dos recortes de tablero de superboard en la parte delantera del secador sobre los travesaños más pequeños de tal manera que todo el espacio quede cubierto.

11. Colocar las tejas de zinc sobre el superboard como indican los planos (Hoja 1). Las tejas deben traslaparse para ajustarse a la longitud del colector y sus ondulaciones van en el sentido longitudinal del secador (Figura 21).

12. Se fijan siete (7) soportes metálicos de la cubierta mediante tornillos golosos a los travesaños y los bordes longitudinales del secador ubicándolos justo encima de las patas del secador (Figura 22). El único soporte que no está ubicado sobre una pata es el soporte intermedio de los bastidores cortos como se muestra en los planos (Hoja 1).

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Figura 17 Vista de los travesaños de 33 mm x 33 mm x 1.3 m fijados con tornillos a los

largueros superiores de los tramos cortos de los bastidores.

Figura 18 Instalación de las crucetas. Las crucetas más cortas van en la parte interior (izq.) y las más largas en los extremos del secador (der.).

Figura 19 Instalación de los tramos de madera longitudinal que terminan de formar los marcos para los cajones.

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Figura 20 Instalación de los bordes longitudinales del secador.

Figura 21 Tejas de zinc ubicadas sobre los tableros de superboard.

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Figura 22 Instalación de los soportes de la cubierta. Forma de fijar con tornillos (izq.) y ubicación sobre las patas del secador (der.).

13. Se arma una estructura para la chimenea del secador como se muestra en la Figura 23 y en la Figura 24 con madera de sección transversal 19 mm x 41 mm y de longitud de 1.98 m que serán los travesaños distanciados 60 cm y los tres soportes metálicos restantes. Los elementos se fijan entre sí mediante tornillos golosos. La punta de los dos largueros laterales debe estar cortada a 45º para que pueda apoyarse sobre los bastidores del secador. La punta de los soportes metálicos se dobla hacia fuera para que sirvan de soporte a los largueros laterales en madera y no dañen la película de polietileno.

14. Se instala la estructura de la chimenea sobre el extremo posterior de los bastidores del secador mediante tornillos golosos a los largueros superior e inferior. A los largueros superiores se le corta la punta inferior a 45º para que el apoyo sea mejor (Figura 25). Al larguero de la estructura de la cubierta se le hace una caja para alojar la punta del larguero central de la estructura de la chimenea.

15. Se unen los soportes intermedios mediante dos (2) tramos largos de madera de sección 19 mm x 41 mm de 3.96 m y 1.98 m de longitud respectivamente con tornillos golosos en la parte más alta de cada soporte usando los agujeros de los soportes metálicos. Estos tramos de madera dan rigidez longitudinal a la estructura que soporta la película de polietileno.

16. Se pega una tira de empaque espumoso de caucho de 2 cm x 0.3 cm a lo largo de toda la cumbrera de la estructura de soporte de la película de polietileno del secador y la chimenea con solución de caucho. Este empaque protege la película del desgaste mecánico que resultaría del contacto directo con la madera y el metal (Figura 26).

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17. Se extiende la película de polietileno sobre la estructura del secador y se

corta transversalmente dos veces para separar la parte que cubre el colector de la zona donde se colocan los cajones con el almidón y de la chimenea (Figura 27).

18. Se cortan tramos cortos de empaque de caucho de ranuras para forrar la parte interna de las ocho grapas galvanizadas de 2” (Figura 28).

19. Se instalan las grapas galvanizadas con su empaque sujetándolas mediante tornillos de ¼” x 2” con tuerca y arandela a las patas del secador. En el bastidor largo se instalan en las dos patas intermedias. Esta grapas servirán para sostener en posición la película de polietileno de la cubierta enrolladas en los tubos de PVC.

Figura 23 Construcción de la estructura de la chimenea.

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Figura 24 Estructura final de la chimenea.

Figura 25 Instalación de la estructura de la chimenea.

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Figura 26 Instalación del empaque sobre la cumbrera de la estructura de la cubierta del

secador.

Figura 27 Corte de la película de polietileno.

Figura 28 Instalación del empaque de caucho de ranuras a las grapas galvanizadas.

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Figura 29 Instalación de las grapas (izq.), fijación del polietileno a los tubos de PVC con cinta (der.) y sujeción de los tubos mediante las grapas (abajo).

20. Se pegan los bordes longitudinales de las películas de polietileno a los tramos de tubo de PVC de XX” mediante cita pegante. Cada tubo original de PVC ha sido cortado previamente dos tramos: uno de 2 m y otro de 4 m. Luego se enrollan las películas sobre los tubos y estos se sujetan a la estructura con las grapas (Figura 29). De esta forma la películas quedan tensionadas sobre el secador.

21. Se montan las uniones de 2” de PVC y los tapones mediante adhesivo para PVC y tornillos con arandela y tuerca sobre las puntas de dos tramos de madera de 19 mm x 41 mm de 1.98 m de longitud (Figura 30). Así se obtienen dos parales que soportarán un tubo de PVC de 4 m de longitud

22. Los parales se adhieren a las patas del bastidor largo mediante tornillos de ¼” x 5” con arandelas y tuercas (Figura 31).

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Figura 30 Uniones y tapones de PVC en la punta de los parales.

Figura 31 Fijación de los parales a las patas del bastidor largo (izq.). Parales sosteniendo un tubo de PVC para abrir la cubierta del secador (der.).

Figura 32 Conformación de la chimenea (izq.). Instalación del anjeo (der.).

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23. Se conforma la superficie exterior de la chimenea envolviendo la película de

polietileno alrededor de la correspondiente estructura y pegando con cinta adhesiva (Figura 32, izq.).

24. Se instala el anjeo que ha sido previamente montado en un marco de madera (Figura 32, der.).

25. Se colocan los ventiladores y se conectan eléctricamente a una fuente de voltaje de 5 V de corriente directa. Esto puede hacerse mediante un transformador de 120 V AC a 5 V DC. La demanda de electricidad de estos ventiladores es muy pequeña, cerca de 4 W. Funcionando todo el año, día y noche, los dos ventiladores consumen alrededor de 35 kWh que puede traducirse en un costo de unos $15,000 en total (Figura 33).

26. En el caso que se quiera ampliar la capacidad del secador en una segunda etapa puede hacerse un segundo nivel para presecado ampliando la estructura en la parte frontal como se indica en los planos (Hoja 1) para colocar más superficie colectora de radiación solar y montando más marcos similares a los ya instalados para sostener los cajones en los largueros inferiores de los bastidores.

Figura 33 Instalación de los ventiladores eléctricos.

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6 Instrucciones de uso y mantenimiento

El uso del secador es simple. Sólo debe abrir la cubierta del lado de los parales y apoyar el tubo en las uniones de PVC. En cada cajón puede colocar 5 kg de almidón húmedo. Luego debe cerrar la cubierta dejando todos los espacios completamente cerrados para que el aire se mueva solamente desde la entrada del secador, frente a la superficie colectora, hasta la salida de la chimenea. Puede encender los ventiladores cuando no hay humedad excesiva en el aire ambiente. El uso de los ventiladores eléctricos en este secador es opcional pues solamente abatiendo la tapa frontal que los contiene se obtiene un flujo natural de aire que es originado por el efecto de la chimenea que obliga al aire caliente a fluir desde la entrada a la salida.

El secador opera tanto en días soleados como en días de lluvia. De vez en cuando remueva el material con las manos para garantizar que se seca de forma uniforme.

Este secador seca más rápidamente que el método a cielo abierto. Sin embargo su funcionamiento depende de la radiación solar disponible en el lugar durante el tiempo de secado. Por lo tanto debe inspeccionar el contenido de humedad del material a diario para establecer el tiempo justo de secado para un producto particular.

Se recomienda limpiar con un trapo húmedo sin jabón la placa colectora, los cajones, la estructura del secador y la película de polietileno de la cubierta cada quince días de tal forma que la efectividad del secador se mantenga.

Es importante inspeccionar el estado de los elementos de madera para reemplazar partes que pudieran deteriorarse prematuramente, especialmente en la estructura. Se recomienda aplicar un tratamiento de inmunización en las patas de la estructura cada seis meses, pues estas son las partes más expuestas del secador.

Si el secador es ampliado para tener un presecador inferior, el sistema debe manejarse de tal forma que los cajones inferiores se ponen en la parte superior para terminar el secado mientras que los cajones desocupados se ponen nuevamente en la parte inferior con nuevo producto húmedo.

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7 Planos

Manual secador solar madera

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