Utilización de un horno solar en la deshidratación de la uva quebranta en la provincia de Pisco

Abstract

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la influencia del uso de un horno solar en el proceso de deshidratación de uva quebranta (Vitis vinifera) en la provincia de Pisco, determinando los parámetros de operación óptimos que mejoren la eficiencia y calidad del secado. Se construyó un prototipo artesanal de horno solar, compuesto por un colector térmico, gabinete de secado y sistema de convección forzada con ventilador alimentado por energía solar. Se monitorearon variables críticas como temperatura, humedad relativa y velocidad del aire durante los meses de enero y febrero de 2025. La investigación comparó tres métodos de secado: tradicional al sol, horno eléctrico (30, 40, 50 y 60 °C) y horno solar. Adicionalmente, mediante el método de Superficie de Respuesta (RSM), se optimizaron la carga de uva y el tiempo de secado. Los resultados indicaron que el horno solar alcanzó temperaturas de hasta 52,3 °C y velocidades de aire de 0,7–1,2 m/s, logrando reducir la humedad inicial (~76 % base húmeda) a 23–34 % en siete días. Este proceso superó en más de un 50 % la eficiencia del secado tradicional y se equiparó al horno eléctrico a 50 °C, con un promedio de velocidad de secado de 0,083–0,145 g agua/hora. Se determinó que el tiempo es la variable más influyente en el proceso (p < 0,05), con un punto óptimo de 1,06 g/cm² de carga y 6,89 días, obteniendo un 32 % de humedad final. Se concluye que el horno solar es técnica y económicamente viable, aprovechando la alta radiación solar de Pisco y reduciendo costos operativos en un 95 % respecto a métodos eléctricos, constituyendo una alternativa sostenible para pequeños productores.

This study aimed to evaluate the influence of using a solar oven in the dehydration process of Quebranta grapes (Vitis vinifera) in Pisco province, determining the optimal operating parameters to improve drying efficiency and product quality. An artisanal solar oven prototype was built, consisting of a thermal collector, drying chamber, and a forced convection system powered by solar energy. Key variables such as temperature, relative humidity, and air velocity were monitored during January and February 2025. Three drying methods were compared: traditional sun drying, electric oven drying (30, 40, 50, and 60 °C), and solar oven drying. Additionally, the Response Surface Methodology (RSM) was applied to optimize grape load and drying time. Results showed that the solar oven reached temperatures up to 52.3 °C and air velocities of 0.7–1.2 m/s, reducing initial moisture (~76 % wet basis) to 23–34 % within seven days. This process achieved over 50 % higher efficiency than traditional drying and matched the performance of an electric oven at 50 °C, with an average drying rate of 0.083–0.145 g water/hour. Time was identified as the most influential factor (p < 0.05), with an optimal point at 1.06 g/cm² and 6.89 days, achieving 32 % final moisture content. The findings demonstrate that the solar oven is technically and economically feasible, taking advantage of Pisco’s high solar radiation and reducing operating costs by 95 % compared to electric methods, representing a sustainable alternative for small-scale producers.