Ciencia

Quema en la cámara de combustión con aire secundario

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), en el mundo cerca de 3.000 millones de personas cocinan y calientan sus hogares con sistemas abiertos en los que queman biomasa o carbón. En Colombia entre el 15% y el 20% de la población depende de la leña como principal combustible para cocción, lo que indica que alrededor de 1.6 millones de hogares diariamente enfrentan la necesidad de obtener leña para procesar sus alimentos, lo cual comúnmente se lleva a cabo en un fogón tradicional tipo tres piedras a cielo abierto.

Los grupos de investigación Grupo de Manejo Eficiente de la Energía (GIMEL), adscrito a los departamentos de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica, y el Grupo de Energía Alternativa (GEA), del Departamento de Ingeniería Mecánica, ambos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia llevaron a cabo la investigación Estufa avanzada de cocción basada en gasificación de biomasa. El proyecto que fue financiado a través del Comité para el Desarrollo de la Investigación -CODI-, tuvo como objetivo caracterizar el desempeño energético y las emisiones de una estufa de cocción, basada en micro-gasificación de biomasa a escala domiciliaria.

La investigación expone una realidad que aún es muy común en ciertas regiones del país, donde el uso de estos fogones se debe a la escasez de recursos económicos y a la ausencia del Estado, lo cual se ve reflejado en la afectación de la salud de las personas que utilizan las estufas tradicionales (tres-piedras) para cocinar.

El estudio inició en agosto de 2018, tenía como uno de sus objetivos diseñar una instalación experimental para evaluar estufas de cocción basadas en gasificación de biomasa. El proyecto permitió a los investigadores avanzar en un prototipo a escala de laboratorio para comprender y evaluar el desempeño de una estufa ecoeficiente en función de diferentes parámetros controlables dentro del proceso.

La leña en las estufas tradicionales se transforma en calor (para cocción) y humo, este último a su vez transporta contaminantes hacia el aire interior de los hogares, generando una grave afectación para la salud de niños, mujeres y adultos mayores, quienes son los que permanecen más tiempo en el hogar.

Estos factores hacen que esta investigación, de los grupos GIMEL y GEA, se convierta en un paso determinante a la hora de concebir la propuesta que presentan como el Diseño y caracterización de una estufa de cocción basada en micro-gasificación de biomasa de tiro forzado a escala domiciliaria, la cual alcanza mayores eficiencias (30%) y menores emisiones contaminantes con respecto a las estufas tradicionales tres-piedras, aspectos alentadores para llevar a cabo una propuesta de país y a escala real.

El profesor Juan Fernando Pérez Bayer, investigador principal y miembro del Grupo Manejo Eficiente de la Energía, explicó, «se sabe que en Colombia el 15% de la población depende de la leña para poder preparar sus alimentos, por ello con este trabajo de estufas ecoeficientes basadas en gasificación se pretende desarrollar estufas avanzadas que contribuyan al uso eficiente de la biomasa leñosa, reduciendo emisiones contaminantes por una mejor combustión y mejorando la calidad del aire interior en los hogares, a la vez que se reduce la demanda de biomasa para las tareas del hogar. Estos aspectos contribuirán a mejorar la salud de las personas y su entorno. Por eso consideramos que el trabajo y la propuesta desde la Universidad de Antioquia es importante para el país que beneficia a la población vulnerable de las zonas rurales».

Las estufas ecoeficientes que proponen el Grupo de Manejo Eficiente de la Energía, GIMEL, y el Grupo de Energía Alternativa, GEA, son innovadoras y prácticas, representan una alternativa para la población de zonas aisladas, que tienen como único medio energético la biomasa. Este proyecto que finalizó en 2020 dejó varios puntos positivos: se presentó una alternativa tecnológica a escala de laboratorio, y, sirvió para la formación de un joven investigador, estudiante de ingeniería mecánica, además de la formación de dos estudiantes de maestría.

El profesor Edwin Lenin Chica Arrieta, coordinador del grupo GEA, se refirió a este prototipo como un proyecto útil para la sociedad y lo describió como: «un desarrollo tecnológico con buena eficiencia en comparación con los fogones de tres piedras convencionales. Finalmente, es importante resaltar las ventajas frente a la salud de las personas, debido a las bajas emisiones contaminantes y a la protección del medio ambiente, ya que no se producirá más daño en los bosques».

Gases calientes aprovechados para la cocción de alimentos. Prueba de laboratorio