Validación experimental de una metodología de medición de la eficiencia energética y de los índices de emisión para estufas de biomasa : estrategias de mejoramiento del rendimiento energético de estufas de biomasa para el uso doméstico en comunidades vulnerables del departamento de Antioquia

Abstract

El presente proyecto tuvo como objetivo analizar el rendimiento energético de una estufa de biomasa tipo cohete, modelo comúnmente utilizado en el departamento de Antioquia. Se realizaron pruebas utilizando madera de pino y madera de eucalipto, las cuales son especies forestales muy abundantes en esta región del país. A partir de los resultados obtenidos en estas pruebas, se plantearon diferentes estrategias para mejorar el rendimiento energético de la estufa. Para evaluar el desempeño energético de la estufa se propuso una adaptación de la prueba Water Boiling Test 4.2.3 (WBT). Esta modificación consideró solamente el calentamiento del agua hasta alcanzar la temperatura de ebullición, lo que se conoce como la prueba de arranque en frío, se ignoraron las pruebas de arranque en caliente y de sostenimiento dado que este tipo de estufas monopuerto son normalmente usadas para una sola cocción, también se modificó la forma en la que se midieron algunas variables de interés, principalmente el material particulado. Además de esto, se llevaron a cabo mediciones de la composición de los gases de escape, lo que permitió determinar la eficiencia de la combustión y calcular los niveles de producción de gases contaminantes y de efecto invernadero, como el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO2). También se tomaron mediciones de los perfiles de temperatura en las paredes de la estufa con el fin de identificar las posibles fuentes de pérdida de energía. Con base en los datos y mediciones recopilados durante la adaptación de la prueba WBT 4.2.3, 2014, se realizaron cálculos que validaron experimentalmente la metodología empleada para medir la eficiencia térmica de la estufa tipo cohete. A través de diversas pruebas y réplicas, se determinó que la mejor eficiencia térmica se alcanzó en la estufa modificada (estufa corta, aislada y con cubierta – E.C.A.C) con ambas maderas evaluadas, pino y eucalipto. En cuanto a las emisiones contaminantes, las pruebas con madera de pino y eucalipto revelaron fluctuaciones en las emisiones de CO (ppm) debido a la sensibilidad del equipo y los momentos específicos de toma de medidas. No obstante, las modificaciones de aislamiento y cubierta lograron dirigir los gases hacia la campana de extracción, reduciendo la acumulación en el entorno del laboratorio.