Estudio de optimización de producción de energía térmica por combustión en fogón doméstico, para ahorrar biomasa (Leña de Eucalipto)

Abstract

En la presente tesis de maestría, se estudia, la optimización de la producción de la energía térmica por el método de combustión en fogón doméstico tradicional, con el propósito de ahorrar el consumo de combustible sólido. En ese contexto, se considera el uso de fogones domésticos tradicionales y la utilización de leña. El área de estudio se centra en las poblaciones ubicadas en las orillas del lago Titicaca, en el departamento de La Paz. Los fogones domésticos tradicionales se caracterizan por su baja eficiencia, alrededor de 10 %, significa que el 90 % de la energía se pierde hacia el medio ambiente. Las causas para las pérdidas de la energía térmica son: la presencia de una inadecuada cantidad del agente oxidante en la zona de combustión; y la distancia de transferencia de calor es más de lo necesario. Entonces, para facilitar la adición del agente oxidante a la zona de combustión en cantidades óptimas, y reducir óptimamente la distancia de la transferencia de calor, se implementa un “artefacto mecánico” y se incorpora en el fogón doméstico tradicional. Luego, aplicando los métodos y procedimientos de la experimentación, se maniobran las variables independientes para identificar los niveles óptimos como la respuesta eficiencia térmica y el nivel de consumo del combustible biomasa. El nivel de ahorro de biomasa alcanzada se determina cotejando el combustible consumido en el fogón doméstico tradicional optimizado y el nivel del consumo obtenido en el fogón sin optimización. Los resultados obtenidos en la investigación son: la implementación del “artefacto mecánico” y su incorporación en el fogón doméstico tradicional; luego, experimentalmente se identificaron los niveles óptimos de las variables independientes que influyen en los resultados; se elevó el nivel de la eficiencia térmica en el fogón doméstico tradicional optimizado y, en consecuencia, se alcanzó ahorrar significativamente el consumo de combustible biomasa, leña de eucalipto. El artefacto mecánico se incorporó en el interior del fogón doméstico tradicional y, por consiguiente, se mantuvieron los aspectos físicos originales del fogón doméstico tradicional. En el tema de combustible, la leña elaborada en la región de estudio se modificó levemente reduciendo su longitud para el uso en el optimizado.