• Imagina un mundo en el que no hay electricidad ni acceso a combustibles para cocinar.
• ¿Qué formas potenciales podrías utilizar para cocinar los alimentos o para calentar el agua?
• Una de las soluciones que se podría utilizar es la cocina solar, en este caso nos centraremos en el concepto de horno solar parabólico.
• Discutir qué roles STEAM podrían ayudar en esta situación: por ejemplo, ingeniero óptico, científico de la termodinámica, ingeniero de la energía, científico de los alimentos, etc. Los estudiantes pueden asumir estas funciones si lo desean.
• Introduce brevemente las parábolas y sus propiedades.
• Una parábola es una curva en la que cualquier punto está a igual distancia de un punto fijo (el foco), y de una recta fija (la directriz).
• Accede al link para una explicación más detallada y diagramas sobre las parábolas
  https://www.mathsisfun.com/geometry/parabola.html
• Explica que las parábolas se encuentran en todo el mundo, incluyendo;
  
  • La naturaleza
    
  • Arquitectura
    
  • En la vida cotidiana son especialmente útiles para reflejar y enfocar la luz en antorchas, faros de vehículos y bombillas domésticas.
    

• Guía a los equipos mientras siguen con cuidado las instrucciones paso a paso para construir un pequeño horno solar parabólico reflectante.
• Si se realiza en el exterior, los alumnos pueden utilizar opcionalmente láminas acrílicas transparentes como cubierta superior, que ayudan a atrapar el calor. *NO hacer esto si se utilizan lámparas halógenas*.
• Instrucciones paso a paso para los estudiantes
  1. Recorta una parábola utilizando la página de la plantilla proporcionada.
  2. Utiliza esta parábola como plantilla para dibujar una forma de parábola en cada una de las 4 hojas de cartón ondulado A4 y luego recorta las formas (dejando cada grupo con 4 parábolas individuales de cartón ondulado)
  3. Pega dos de las parábolas para crear una de doble grosor, luego haz lo mismo con las otras dos parábolas
  4. Utiliza un palo de brocheta para crear con precisión un agujero a través de los puntos de enfoque en cada una de las 2 parábolas (de nuevo utilizando la plantilla de la parábola con el punto de enfoque marcado como un punto rojo)
  5. Utiliza la barra de pegamento para cubrir cuidadosamente una cara de la cartulina A3, y una cara de cada parábola, con papel de aluminio. Asegúrate de que la cara brillante esté orientada hacia fuera y procura no crear arrugas, ya que esto reducirá la eficacia de las superficies reflectantes
  6. Envuelve la cartulina fina alrededor de los bordes curvos de las parábolas y pégala con cinta adhesiva para crear tu horno solar, esto debe envolver toda la parábola en cada extremo para formar una especie de antena parabólica.
     
  7. Desliza una brocheta a través de los puntos de enfoque previamente perforados de cada parábola y asegúrate de que la brocheta pasa directamente por el horno y sale por cada lado
  8. Ahora tus estudiantes habrán diseñado un sencillo horno solar parabólico reflectante con un pincho de cocina

• Prueba los hornos solares parabólicos con malvaviscos y termómetros. Comprueba lo rápido que se derriten los malvaviscos y/o la temperatura final que alcanzan los hornos.
• Instrucciones paso a paso para los estudiantes
  
  • ¡Es hora de cocinar! Coloca uno o dos malvaviscos en la brocheta. Asegúrate de que no tocan el papel de aluminio, para que la luz se refleje en este
  • Coloca el horno de forma que esté orientado hacia el sol o, si está en el interior, hacia la lámpara halógena
  • *NOTA: Toma precauciones extra si utilizas una página halógena ya que se puede generar mucho calor y puedes quemarte. Utiliza guantes y lleva gafas protectoras*.
    * La siguiente imagen omite un lado del reflector de la cartulina/hoja *
    
  • Es importante explicar el proceso que está ocurriendo: la energía solar, en forma de luz solar se está convirtiendo en energía térmica para calentar y "cocinar" los malvaviscos.
  • Los principios de este proceso son;
    1. Concentración de la luz solar: la superficie metálica reflectante refleja la luz solar para que se concentre y la energía sea más fuerte en el punto de enfoque donde se encuentran la brocheta y los malvaviscos
    2. Convertir la energía luminosa en energía térmica: la interacción entre la energía luminosa y los materiales receptores convierte la luz en calor y esto se llama conducción
    3. Atrapar la energía térmica: esta energía calorífica está siendo "atrapada" dentro del canal parabólico y a medida que entre más energía lumínica se seguirá convirtiendo en energía calorífica, este proceso puede incrementarse cubriendo la parte superior del horno parabólico con la lámina acrílica transparente.
  • El horno solar parabólico deja entrar los rayos de luz ultravioleta y luego los convierte en rayos de luz infrarroja más largos. La radiación infrarroja tiene la energía adecuada para hacer que las moléculas de agua, grasa y proteínas de los alimentos vibren vigorosamente y se calienten.
  • No es el calor del sol el que cocina los alimentos, ni tampoco la temperatura ambiente exterior (aunque ésta puede afectar al ritmo o al tiempo de cocción), sino que son los rayos del sol los que se convierten en energía calorífica que cocinan los alimentos.

Una vez que todos los grupos hayan completado la tarea y hayan probado sus hornos, el profesor decidirá qué horno de la clase ha funcionado mejor en función de la temperatura alcanzada y/o del nivel de cocción de sus malvaviscos.