FÍSICA - Fogões Solares

Apenas uma pequena parte da energia calorífica e da radiação luminosa total do Sol incide sobre a Terra, e mesmo assim só uma pequeníssima fração tem sido até hoje aproveitada como fonte de energia. As plantas utilizam a energia solar para sintetizar substâncias complexas a partir do anidrido carbônico e água. Tais substâncias são posteriormente usada como alimento, ou como fonte de energia (por exemplo, carvão, turfa). Na realidade, toda energia de nossos alimentos, bem como praticamente todo petróleo, provém, em última instância, do Sol (com exceção da energia nuclear).

 

IMAGEM 01 – FOGÕES SOLARES-A

A energia solar chega à Terra sob forma bastante difusa para ser utilizada diretamente como fonte de calor. Não se pode, por exemplo, cozinhar com ela. Mesmo em pleno meio-dia, no equador a água de um recipiente exposto ao sol não ferve.

O recipiente recolhe, apenas, o calor que nele incide diretamente, o que é insuficiente para fazer a água ferver. Quando desejamos utilizar a radiação solar, que atinge uma grande área, devemos concentrá-la em área muito menor, o que é conseguido facilmente, com a ajuda de lentes e espelhos.

Com uma lente convergente ou convexa (mais grossa no centro que nos bordos) é possível concentrar os raios solares num ponto do papel. Este começa logo a queimar sob a ação do calor e da luz concentrados (luz e calor são radiações muito semelhantes). Quanto mais for a lente, maior será a quantidade de radiação interceptada e reunida. É, todavia, dispendioso fabricar lentes grandes, em face do que a maioria dos fogões solares usa espelhos. Um espelho côncavo (como a parte côncava de uma colher) é melhor que uma lente em muitos aspectos. Os raios paralelos do Sol chocam-se com o espelho e, ao se refletirem, reúnem-se num ponto, o foco principal. Se o espelho tivesse a forma de uma esfera nem todos os raios passariam pelo foco após a reflexão. Por isso, os espelhos têm forma um pouco diferente à chamada paraboloide. Esta forma permite que todo raio que chegue ao espelho passe pelo foco.

IMAGEM 02 – FOGÕES SOLARES-B

Se o espelho for suficiente grande, podemos cozinhar alimentos usando o foco. Comprovou-se, na prática, que o raio mínimo do espelho deve ser de 45 cm e que entre o centro e o foco deve haver uma distância também de 45 cm (distância focal). Se o espelho tiver medidas muito maiores será de difícil manejo, pois à medida que o Sol se desloca no céu o espelho terá que ser orientado em relação a ele.