- Esta página se refiere a estufas que utilizan un combustible, generalmente sólido. Para versiones solares, consulte Cocina solar
Las estufas de biocombustible sólido mejoradas , las estufas sin humo o las estufas que ahorran leña son estufas de biocombustible sólido diseñadas para ser al menos un 10% más eficientes en el consumo de combustible que las estufas de biocombustible sólido comunes o para reducir los problemas de salud asociados con los fuegos tradicionales para cocinar. Se utilizan ampliamente en los países en desarrollo y suelen ser diseños muy simples. Estos diseños, cuando funcionan como se espera, no llenan la casa con humo dañino (gracias a una combustión más eficiente para reducir el humo y una chimenea o ventilación para eliminar ese humo) y consumen menos combustible. Se han desarrollado varios diseños en función de los materiales locales disponibles, las condiciones ambientales y las necesidades de la comunidad.
Fig. 1: Una selección de cocinas mejoradas
Fig. 1a: Cocina a fuego abierto
Fig. 1b: Cocina mejorada de Patsari hecha de ladrillos, mortero y relleno de escombros.
Fig. C: Cocina Lorena hecha de tierra apisonada
Fig. D: Las mujeres pueden diseñar y fabricar cocinas mejoradas. ©Simon Ekless/Practical Action
Contenido
- 1 Proyectos en Appropedia
- 2 Impacto en la salud
- 3 Conservación de combustible y eficiencia de combustible
- 4 Características clave del diseño
- 5 Materiales mejorados para estufas de cocina
- 6 Fabricación local de estufas
- 7 Investigación y desarrollo en curso
- 8 Diferentes diseños de estufas mejoradas
- 9 Notas y referencias =
- 10 Véase también
- 11 Enlaces externos
Proyectos en Appropedia
Impacto en la salud
Cocinar y calentarse con combustibles sólidos como madera, estiércol, carbón o desechos de cosechas sobre fuegos abiertos o estufas sin chimenea puede provocar contaminación del aire en interiores . Este humo en interiores contiene monóxido de carbono, bencenos, aldehídos, pequeñas partículas de hollín y polvo y otros contaminantes perjudiciales para la salud. Una evaluación de la OMS determinó que la contaminación del aire en interiores es el octavo factor de riesgo más importante para la enfermedad. Es un factor de riesgo particularmente importante para las infecciones agudas de las vías respiratorias (IRA), incluidas la bronquitis y la neumonía. Cada año, la IAP está implicada en la muerte de 1,6 millones de personas (una muerte cada 20 segundos). Debido a que las mujeres y los niños pasan la mayor parte del tiempo cerca del hogar doméstico, son especialmente vulnerables. [1]
El uso de combustibles más limpios, el acceso a estufas mejoradas y/o cambios de comportamiento podrían reducir sustancialmente la exposición al humo en espacios interiores y las enfermedades asociadas. [2]
Fig. 2a: Fuego abierto o fogón en uso, mientras que la cocina mejorada no se utiliza en el fondo. Esto puede suceder debido a la preferencia por el gusto o la tradición del fuego abierto o porque los diferentes cocineros de la casa pueden no saber o incluso querer cocinar en la cocina mejorada.
Fig. 2b: Techo ennegrecido por años de incendios abiertos, incluso con grandes aberturas para la circulación de aire entre el techo y la pared, el humo sube y luego desciende en lugar de escapar al exterior.
![Fig. 2c: Mujer cocinando sin tapa durante una prueba de cocción. Al cocinar con tapa, el consumo de combustible se reduce en un 40 %, un cambio que permite ahorrar más combustible que si se cambia a cocinas mejoradas.[3]](/w/images/thumb/9/9d/100_1312.JPG/120px-100_1312.JPG)
Fig. 2c: Mujer cocinando sin tapa durante una prueba de cocción. Al cocinar con tapa, el consumo de combustible se reduce en un 40 %, un cambio que permite ahorrar más combustible que si se cambia a cocinas mejoradas. [3]
Fig. 2d: Cocina mejorada en uso sin comal W , de manera que el plato recibe calor directo. Por la mañana esto produce poco humo, pero por la tarde el humo ya no sale por la chimenea, sino que sube por la abertura del comal hacia la casa.
Figura 2e: Cocina mejorada en Kenia ©Neil Cooper/Practical Action
![Fig. 2c: Mujer cocinando sin tapa durante una prueba de cocción. Al cocinar con tapa, el consumo de combustible se reduce en un 40 %, un cambio que permite ahorrar más combustible que si se cambia a cocinas mejoradas.[3]](/File:100_1312.JPG)
Conservación de combustible y eficiencia de combustible
Los bosques del mundo se están reduciendo bajo la enorme presión de las actividades agrícolas y madereras. En algunas zonas, la búsqueda cada vez más intensa de leña, el principal combustible para cocinar en el Sur , contribuye de manera importante al problema. La mayor parte de esa leña se quema en hogueras abiertas o en estufas ineficientes. Cuando la leña es demasiado cara o está demasiado lejos, el estiércol animal y los residuos de cultivos que antes volvían al suelo como fertilizantes se queman como combustible. Esta práctica, cada vez más común en muchas partes de África y el sur de Asia , contribuye a una espiral descendente de la fertilidad del suelo. Una vez que se eliminan los árboles y la vegetación de las laderas, la erosión del suelo avanza rápidamente con el escurrimiento del agua de lluvia y las inundaciones , y la tierra puede convertirse en un desierto. Los patrones actuales de consumo diario de leña en todo el mundo son, por lo tanto, factores importantes en una crisis ambiental que avanza.
Desde finales de los años 70 se ha trabajado mucho en el diseño y la difusión de cocinas sencillas, de bajo coste y mejoradas. Estas cocinas pueden ahorrar hasta un 40% del combustible de madera que normalmente se consume en fogones abiertos y entre un 25 y un 35% del combustible que se consume en las cocinas tradicionales típicas. La experiencia colectiva de este trabajo se describe en Cuestiones candentes. Después de una búsqueda entusiasta de diversas estrategias para fomentar la construcción de cocinas por parte de los propietarios, los observadores experimentados están llegando a la conclusión de que la producción industrial de cocinas a pequeña escala es una de las vías más prometedoras. Las ventajas de este enfoque incluyen un mejor control de calidad y, por lo tanto, una mayor eficiencia y una vida útil más larga de la cocina que la que se puede lograr con la construcción por parte de los propietarios. Con un costo de entre 1 y 5 dólares cada una, las cocinas a menudo se amortizan en ahorros de combustible en un plazo de 1 a 2 meses si se compra el combustible. En las zonas rurales, donde se recoge la mayor parte del combustible, todavía se pueden vender cocinas a muy bajo costo a algunas personas, pero el problema de la distribución es mucho más difícil y todavía no se han elaborado estrategias que resulten exitosas.
El ahorro de combustible mediante cocinas mejoradas parece ser la forma más barata de invertir en nuevas fuentes de energía. Una cocina artesanal típica que ahorra un 35% de leña cuesta menos de 5 dólares. Tres cocinas mejoradas tienen el mismo efecto en el suministro de combustible que una planta de biogás familiar (que costaría entre 40 y 50 veces más); ambas significan que se pueden satisfacer las necesidades de combustible para cocinar de una familia adicional. La inversión de capital será mayor en el caso de las cocinas eléctricas o de queroseno, y también hay que tener en cuenta el costo de aumentar la capacidad de generación eléctrica y extender la red eléctrica. Tanto las cocinas eléctricas como las de queroseno tienen el costo diario adicional del combustible, que en el caso de la cocina mejorada es nulo (porque la mejora de la eficiencia por sí sola explica toda la ganancia). Los subsidios comunes y los requisitos de divisas hacen que las importaciones de queroseno sean una carga para las economías nacionales de muchos países.
Es necesario comprender los efectos secundarios de los sistemas de cocina existentes antes de poder introducir mejoras aceptables. En muchos lugares, el humo de los fuegos de cocina en interiores contribuye de forma significativa a las enfermedades pulmonares y oculares. Sin embargo, este humo también sirve para secar los cultivos que se cuelgan sobre la zona de cocina y para proteger los techos de paja de los daños causados por los insectos. En las regiones montañosas y otras zonas más frías, puede ser necesario incluir en el diseño de las cocinas la función de calefacción del fuego de cocina en interiores. El éxito de las iniciativas de promoción de las cocinas puede depender de la disponibilidad de modificaciones eficaces para estas funciones secundarias del fuego de cocina.
La experiencia ha demostrado que, a pesar de la necesidad de conservar la leña a gran escala, la adopción de estufas mejoradas no puede producirse de inmediato en toda una nación o región. Dependerá, en cambio, de la participación de la población local en un trabajo meticuloso y sistemático que haga hincapié en la realización de pruebas y métodos de cocción. Las estufas existentes y los nuevos prototipos pueden probarse con un mínimo de equipo. Las técnicas de prueba se tratan en varios de los libros de esta sección.
La mayoría de las personas con conocimientos han revisado sus cálculos sobre el ahorro de combustible que se puede lograr con una cocina nueva. Ahora se considera que un ahorro del 35% es una cifra realista para los mejores diseños de cocina. De manera similar, la mayoría está de acuerdo en que la distribución de cocinas mejoradas por sí sola no afectará en gran medida la tasa de deforestación en la mayoría de los lugares. No obstante, ahora se considera que las cocinas mejoradas son un componente rentable en los programas de reforestación de algunos países y claramente tienen un papel que desempeñar en la mejora de la calidad de vida al conservar los recursos familiares de dinero y tiempo y reducir el humo en el área de cocina.
Muchas gracias a David Bartecchi de Village Earth por el contenido inicial.
Características clave del diseño
Algunas o todas estas características de diseño ayudan a que una estufa consuma menos combustible o reducen los problemas de salud asociados con los incendios tradicionales al cocinar:
- Chimenea o respiradero largo: para eliminar el humo hacia el exterior y mejorar el flujo de aire a través del fuego.
- Entrada de aire controlable: requiere que el fuego esté en un recinto con una entrada ajustable, lo que permite reducir la velocidad de combustión para satisfacer las necesidades.
- Uso de un material con buenas propiedades aislantes, para las paredes interiores de la estufa, normalmente cerámica.
- Postcombustión: mezclar los gases de escape con una pequeña cantidad de aire nuevo para permitir que los últimos hidrocarburos y monóxido de carbono restantes se quemen sin llama.
- Encamisar el recipiente de cocción, es decir, hacer que el humo caliente pase por un paso estrecho entre la olla y la olla. Esto implica que el tamaño de la olla y el de la olla deben coincidir.
- Uso del calor de los gases de combustión para calentar espacios (en climas fríos) y/o calentar agua. Para evitar fugas de gases de combustión en la habitación, se necesita un intercambiador de calor. En un producto caro, esto puede ser un dispositivo complejo de acero inoxidable o, en un país en desarrollo, un simple tubo de humos de metal. [ Se necesita una ampliación ]
- Muchas sociedades cocinan sólo unos pocos tipos de alimentos y usted debe diseñar la estufa para satisfacer sus necesidades específicas.
- Si revuelve un material espeso, necesitará una base bien apoyada para mantener la olla estable.
- Hay una separación óptima entre la olla y la cocina para permitir que escape el flujo de aire. Diseñe la cocina para que coincida con las ollas y mantenga esta separación.
- Si se coloca demasiado material en el quemador, no se consumirán todos los hidrocarburos, por lo que se debe considerar limitar la cantidad de espacio para el material inflamable. También se debe considerar qué tipo de material se quema localmente al diseñar esta área de combustión.
- En áreas densamente pobladas, como los campos de refugiados, varios hogares querrán compartir las estufas, por lo que se debe considerar incluir mangos aislantes.
- Como siempre ocurre con la tecnología adecuada, las estufas deben construirse localmente con materiales y técnicas locales. De esta manera, se pueden generar emprendedores que fabriquen, vendan y reparen las estufas después de que usted se vaya.
- Un fuego cerrado para retener el calor.
- Diseño cuidadoso del soporte para ollas para maximizar la transferencia de calor del fuego a la olla.
- deflectores para crear turbulencia y, por lo tanto, mejorar la transferencia de calor
- Compuertas para controlar y optimizar el flujo de aire.
- un inserto de cerámica para minimizar la tasa de pérdida de calor
- Una rejilla que permite utilizar una variedad de combustibles y retirar las cenizas.
- Carcasa de metal para darle resistencia y durabilidad.
- Sistemas de ollas múltiples para maximizar el uso del calor y permitir calentar varias ollas simultáneamente
Gran parte de la labor de investigación y desarrollo realizada en materia de tecnologías de biomasa para las zonas rurales de los países en desarrollo se ha basado en la mejora de las cocinas tradicionales. En un principio, esto se hizo como respuesta a la amenaza de la deforestación, pero también se ha centrado en las necesidades de las mujeres de reducir el tiempo que tardan en recoger el combustible y mejorar el entorno de la cocina mediante la eliminación del humo. Se han adoptado muchas medidas para mejorar las cocinas, algunas de ellas llevadas a cabo a nivel local y otras como parte de programas más amplios dirigidos por organizaciones internacionales. La figura 2 que figura a continuación muestra diversos tipos de cocinas mejoradas que han dado buenos resultados, algunas de ellas pequeñas y portátiles y otras diseñadas para ser instaladas de forma permanente en el hogar.
Mejorar el diseño de una estufa es un procedimiento complejo que requiere una amplia comprensión de muchos aspectos. La participación de los usuarios en el proceso de diseño es esencial para comprender a fondo sus necesidades y requisitos en relación con la estufa. La estufa no es simplemente un aparato para calentar alimentos (como ha sucedido en la sociedad occidental), sino que a menudo actúa como un centro social, un medio de iluminación y calefacción. El alquitrán del fuego puede ayudar a proteger un techo de paja y el humo puede mantener alejados a los insectos y otras plagas. Es necesario tener en cuenta los hábitos de cocina, así como el estilo de vida de los usuarios. Las estufas de carbón ligeras que se utilizan para cocinar carne y verduras son de poca utilidad para las personas que tienen dietas básicas como el Ugali, que requiere ollas grandes y revolver vigorosamente. El tipo de combustible puede variar mucho; en algunos países se utiliza el estiércol de vaca como fuente de combustible común, en particular donde la leña es escasa. El costo también es un factor importante entre los grupos de bajos ingresos. Si no se identifican estos problemas socioeconómicos clave, se garantizará el fracaso de un programa de estufas. La función de una estufa mejorada no es simplemente ahorrar combustible.
Materiales mejorados para estufas de cocina
Uno de los aspectos más importantes del diseño mejorado de una cocina son los materiales que se utilizan.
Consideraciones importantes:
- El material debe poder soportar ciclos térmicos.
- Precio: la gente no comprará una estufa cara
- El material debe estar disponible (obvio, pero vale la pena decirlo)
Materiales a tener en cuenta
- Ladrillo refractario (diseñado para aislar y soportar ciclos térmicos)
- Ladrillo de arcilla/barro (barato)
- Hormigón refractario
- Hormigón normal
- Chapa metálica (tener en cuenta que es muy importante una estufa que no produzca quemaduras)
- Azulejo normal
- Azulejo aislante
Para las cámaras de combustión, tenga en cuenta que la madera se puede introducir con mucha fuerza y la cámara debe poder soportar cierto maltrato.
Rieles:
- El zinc tiene una temperatura de fusión relativamente baja y no debe utilizarse para aplicaciones de altas temperaturas.
- El acero inoxidable puede ser adecuado para las cámaras de combustión.
- El hierro fundido funciona muy bien pero es muy caro.
Fabricación local de estufas
Desde 1982, un gran número de pequeños productores han desarrollado y fabricado la Kenya Ceramic Jiko (KCJ), una estufa mejorada que quema carbón y está destinada al mercado urbano. La KCJ tiene dos componentes principales: metal y arcilla cocida. Ambas partes son fabricadas por empresarios; la parte metálica (revestimiento) la fabrican pequeñas empresas o artesanos individuales, mientras que la parte de arcilla (revestimiento) la fabrican empresas un poco más grandes y más organizadas o grupos de mujeres. La KCJ la venden los artesanos directamente a sus clientes o a través de puntos de venta comerciales como tiendas minoristas y supermercados. Al principio, la ONG KENGO y el Ministerio de Energía de Kenia promocionaron intensamente la estufa para desarrollar el mercado, a través de los medios de comunicación, demostraciones en el mercado y ferias comerciales. Como resultado de esta importante promoción, ahora hay más de 200 artesanos y microempresas que fabrican unas 13.600 estufas mejoradas cada mes. Se estima que, hasta la fecha, hay unas 700.000 cocinas de este tipo en uso en los hogares kenianos, lo que representa una penetración del 16,8% de todos los hogares del país y del 56% de todos los hogares urbanos del país. [4]
Investigación y desarrollo en curso
Grupos como Vuthisa Technologies de Kobus Venter [5] y EWB San Francisco Professionals Chapter [6] están realizando investigaciones para optimizar dichas estufas, incluido el uso de briquetas hechas de biomasa residual (por ejemplo, residuos agrícolas) con una simple prensa de briquetas.
El combustible utilizado puede tener un gran impacto en el humo producido, además de afectar el impacto ambiental. El carbón vegetal W arde de forma mucho más limpia que la madera o el estiércol, pero normalmente se fabrica a partir de madera.
Amy Smith W ha trabajado en la producción de carbón a partir de otras formas de biomasa. Para que la biomasa se adhiera, se utiliza un aglutinante. (Otro método para hacer que las briquetas sean más cohesivas es dejar la biomasa en agua durante un par de días para que se descomponga ligeramente). La elección de la biomasa depende de lo que esté ampliamente disponible, pero incluye bagazo ( residuos de caña de azúcar) aglutinado con una pasta de raíz de mandioca (también llamada mandioca o tapioca); y paja de trigo o arroz aglutinada con una pequeña cantidad de estiércol, en áreas donde normalmente se quema estiércol puro. [7]
Se puede utilizar un programa llamado CFD-GEOM para modelar diseños de cocinas .
La estufa de gasificación de leña es probablemente el diseño de estufa más eficiente posible.
Diferentes diseños de estufas mejoradas
- Estufas cohete Aprovecho, Cottage Grove, Oregón
- Estufas mejoradas de la HSU Chiapas Comparación de las estufas Patsari y Lorena en México
- Plancha de cocina HELPS en Guatemala
- EcoEstufa PROLENA en Nicaragua
- Estufa Justa en Honduras
- Estufas ProBec en Sudáfrica
- Estufas GTZ en África
- Estufa BioLite Home : una cocina a base de leña que también tiene un generador de electricidad incorporado
Notas y referencias =
- ↑ Organización Mundial de la Salud
- ↑ Estudio aleatorio de exposición a la contaminación en interiores y efectos respiratorios (ensayo RESPIRE)
- ^ http://www.peprimer.com/stove.html#SECCIÓN5
- ↑ Fuente: Dominic Walubengo, Stove Images, 1995
- ↑ Vuthisa Technologies es una pequeña empresa de Pietermaritsburg, Kwa Zulu Natal, Sudáfrica, y Kobus Venter discutió (o discute) el desarrollo del diseño de las listas de estufas de biomasa . [ se necesita expansión ]
- ↑ Blog del equipo de diseño de tecnología apropiada de EWB-SFP , con un fuerte enfoque en estufas mejoradas. Véase también Estufas de Darfur - Actualizaciones de mayo a diciembre de 2006
- ↑ Amy Smith del MIT sobre la ingeniería del tercer mundo: TEDTalks - Vídeo en YouTube.
Véase también
- Cocina eficiente alimentada con estiércol de vaca
- El maíz como combustible
- Estufa de aserrín
- Olla arrocera Usui
Enlaces externos
- Centro de Investigaciones Aprovecho
- Laboratorio Nacional de Brookhaven, 2023, Informe del taller sobre el desafío del diseño de calentadores de madera, Informe para el Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Tecnologías de Bioenergía, Informe n.º 224406, https://www.energy.gov/eere/bioenergy/articles/just-released-new-wood-heater-design-challenge-workshop-report
- BuildItSolar: Estufas de leña; de particular interés son la estufa cohete RootSimple y las estufas de leña para calentar agua.
- Principios de diseño para estufas de leña
- Información sobre diversas cocinas mejoradas
- http://iapstoves.blogspot.com/
- Gran cantidad de información sobre cocinas , incluido un grupo de discusión activo por correo electrónico
- Wikipedia:Estufa de cocina
