TFG en transición energética
Estudio bajo criterios de sostenibilidad y salubridad de cocinas mejoradas de biomasa autoconstruidas por comunidades rurales de Nicaragua. Tecnología apropiada con perspectiva de género.
Marina Díez Arrizabalaga
1. Contexto a escala global
Necesidad detectada a escala mundial: 2500 millones de personas dependen de la madera para cubrir sus
necesidades más básicas (cocinar, calentar agua, calefactar la vivienda) debido a sus bajos ingresos.
1. Contexto a escala global
Al aumentar los ingresos se tiende al uso combinado de varios combustibles (queroseno, etanol, GLP, gas natural, electricidad) que comúnmente conocido como uso “mixto”, reemplaza gradualmente la biomasa y el carbón.
Frente al elevado precio del carbón y el
fácil acceso a la madera, la leña seguirá
utilizándose como fuente de energía
mientras exista pobreza. Urge, por lo tanto,
encontrar formas de utilizar la biomasa de
manera más eficiente y sostenible.
1.1. Impactos de la cocina con leña
IMPACTO SOBRE LA SALUD
IMPACTO SOBRE EL GÉNERO
IMPACTO SOBRE LA SUBSISTENCIA IMPACTO
EL MEDIO AMBIENTE
1. La quema ineficiente de la madera crea una combinación de contaminantes, sobre todo, CO y PM.
El humo de la cocina es la causante de 4 millones de personas al año. La OMS considera el humo de la cocina como el 4º mayor riesgo para la salud en el mundo.
2. La recolección de leña para cocinar ejerce una considerable presión sobre los bosques. Las tasas alarmantes de deforestación conducen a la degradación de la Tierra, la contaminación del agua y en última instancia, a la desertificación.
3. Diferenciación por género: las hombres dedican 10 h/semana para recolectar la leña, mientras las mujeres dedican un promedio de 4 h/día a cocinar,.
Están más expuestas a los humos tóxicos de las cocinas tradicionales.
4. Dicho tiempo podría dedicarse en alguna ocupación que supusiera un ingreso para las familias.
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2. Fogones Mejorados de Adobe
Se diseñan para afrontar las problemáticas de salud, medio ambiente y género y subsistencia del uso de las cocinas tradicionales. Dos vías de actuación:
1. Reducción de humos:se diseñan con entrada de aire y con una parrilla donde se coloca el combustible. Algunos modelos incluyen chimenea.
2. Reducción del consumo de combustible: se mejora la eficiencia en la transferencia de calor.
Papel importante juegan los materiales estructurales que deben ser buenos aislantes.
Para más información acerca de Fogones Mejorados consulta la página de Alianza
Global para Estufas Limpias (cookstoves.org).
2. Fogones Mejorados de Adobe
Algunos modelos sin chimenea...
...algunos modelos con chimenea.
3. Caso de estudio: Nicaragua
De las más de 20 millones de personas que cocinan con leña en fuegos abiertos en América Central, 3.4 millones de personas se sitúan en Nicaragua. La leña es el combustible único utilizado por el 56.5% de la población tanto en las zonas rurales (91.8%) como urbanas (31.4%).
Según MARENA, el 33% de área forestal nicaragüense ya se ha perdido.
Al igual que en contexto regional, la discriminación y
subordinación de las mujeres está bien presente en
la sociedad nicaragüense y se evidencia de forma
más arraigada en las zonas rurales.
4. El proyecto “Del fuego a la cocina”
Colectivo Zompopo trabaja desde 2012 en proyectos de desarrollo comunitario en Nicaragua. El trabajo en campo se articula a través de tres pilares: Colectivo Zompopo, la ONG nicaragüense ADDAC y la cooperativa Tres Pinos. La metodología se trata de la capacitación comunitaria a través de 13 talleres, divididos en 4 etapas:
El proyecto pretende mejorar las condiciones del trabajo doméstico de 35 mujeres nicaragüenses. Las familias auto-construyan los fogones mejorados y cocinas seguras y anti-sísmicas con tierra cruda; las comunidades de intervención se encuentran en el
“Corredor Seco Centroamericano”,
franja de mayor índice de
inseguridad alimentaria de la
región subcontinental.
5. Descripción técnica de la
tecnología
5. Descripción técnica de la tecnología
La cámara de combustión es de ladrillo cocido artesanal y de tipo
“Rocket”. Responde a las consideraciones de diseño propuestas por el Dr. Larry Winiarski, Director Técnico de Aprovecho Research Center.
❖ Está aislada térmicamente, lo que mantiene la temperatura interior (superior a los 650ºC) para una combustión completa de la leña.
❖ El codo tiene forma de “L”. El aire entra principalmente por la boca
inferior, pasa por la rejilla y se mezcla con el carbón y después la
llama, lo que mantiene una corriente de aire adecuada. También
pasa por la boca rectangular superior, que corresponde a la entrada
de combustible. Según cálculos, Un fogón con una potencia de 1
kW requiere un caudal de aire de 0,278 L/s para quemar 0,0566
gramos de combustible.
6. Estudio técnico
Controlled Cooking Test (CCT)
Monitorización de temperaturas
Water Boiling Test (WBT)
Calidad de aire interior (CAI) Estudio técnico de los
fogones mejorados de adobe
En terreno, se realizaron algunos de los ensayos más reconocidos dentro del campo de diseño de los
fogones mejorados para los que se cuentan con protocolos internacionales. El objetivo del estudio
técnico es comparar las nuevas tecnologías y las hornillas tradicionales para concluir así los
beneficios de la transición energética en términos de consumo de combustible y calidad de aire
interior.
6.1. Controlled Cooking Test (CCT)
Tratamiento de datos
Con este ensayo se evalúa el consumo de combustible de los
fogones y hornillas cuando se utilizan en un proceso de cocción
estándar. Se realizaron unas plantillas para recolectar los datos y
se trataron posteriormente en excel para el cálculo de las
variables.
6.1. Controlled Cooking Test (CCT)
Cuando evaluamos 10 fogones mejorados y 5 hornillas tradicionales, disponíamos de un tamaño muestral suficiente como para extraer conclusiones de la prueba del CCT. Después de tratar los datos (que se muestran más adelante) nos dimos cuenta de que los resultados eran desfavorables pues no consideraba la inercia térmica de los fogones.
Por ello, decidimos replantear las mediciones y
realizar la prueba de Water Boiling Test o de
hervido de agua. Tiene una segunda y tercera
fase en la que el fogón se encuentra a pleno
rendimiento (ya caliente) lo que la hace
interesante en la categorización de cocinas con
alta masa térmica.
6.2.Water Boiling Test (WBT)
Se realizaron también plantillas y el tratamiento de datos se hizo con la hoja de cálculos de Aprovecho Research Centre.
Ambas pruebas, según protocolo, se deben iniciar con el cuerpo
de la tecnología en frío. Para saber cuándo considerar la cocina
fría, vimos interesante realizar una monitorización de
temperaturas.
6.3. Monitorización de temperaturas
Seleccionamos 10 puntos estratégicos del fogón (en la imagen) y con un termo-higrómetro láser, se registraron las temperaturas en estos puntos en intervalos de 10 minutos.
Boca de aire (nº9) Parrilla (nº10)
Ladrillo int.cám.comb (nº7) Tubo (nº3)
Deshollinador (nº5)
Base chimenea (nº4)
Plancha (nº2)
Puente tronera (nº8)
6.4. Evaluación de la Calidad de Aire Interior
Parte fundamental del estudio bajo criterios de salubridad de la transición energética. Con una sonda de CO y un datalogger para la lectura y almacenamiento de los datos se ha medido la concentración de contaminantes en cocinas con fogón mejorado y hornilla tradicional. La colocación de la sonda de CO se ha hecho siguiendo el protocolo para medición de emisiones de la Universidad de Berkeley.
La lógica nos dice que la concentración de monóxido de carbono no sólo depende de la tecnología
empleada. Hay una serie de factores que también entran en juego, como son: las condiciones de
ventilación de la estancia, la altura de la chimenea, la humedad del combustible… Se ha evaluado la
influencia de estos factores con un análisis estadístico con el software Gretl.
6.4. Evaluación de la Calidad de Aire Interior
Protocolo para medición de emisiones elaborado por
“Indoor Air Pollution Team”
de la Universidad de Berkeley (2005).
Colocación según...
Volcado de los datos
Análisis estadístico con el software Gretl
7. Resultados y análisis
Monitorización de temperaturas: La temperatura alcanzada en cada punto responde a las propiedades térmicas de los materiales. Como zona de referencia más representativa del estado térmico del fogón se eligió la cámara de combustión por ser punto interino y de ladrillo cocido.
Zonas de referencia elegidas:
❖
Pto nº7: 138ºC ± 6ºC.❖
Pto nº10: 88ºC ± 2ºC.7. Resultados y análisis
Monitorización de temperaturas
Se establecieron unos rangos de temperatura con el que iniciar cada test del CCT, lo que permitió:
Establecer una temperatura de inicio para cada test, lo que evita los tiempos de espera para que el fogón se encuentre a temperatura ambiente.
Reducir la variabilidad entre las 3 repeticiones mínimas de la prueba, lo que permite obtener
resultados muy homogéneos. Tanto es así que en uno de los fogones mejorados evaluados la CV
es del 1,2%, muy lejos del límite del 25%.
7. Resultados y análisis
Controlled Cooking Test (CCT)
En la prueba del CCT los fogones mejorados de
adobe tienen mayor consumo que las hornillas
tradicionales. Esto es, las hornillas tradicionales
presentan mejores rendimientos en la
elaboración de comidas rápidas.
7. Resultados y análisis
Water Boiling Test (WBT)
En la prueba del WBT los
fogones mejorados de
adobe son más eficientes
que las hornillas
tradicionales en las fases
nº2 y nº3. Los fogones
mejorados por ser sistemas
masivos tienen menores
pérdidas en intervalos de
uso más largos.
7. Resultados y análisis
Calidad de Aire Interior (CAI)
La concentración de CO es de media 23 veces mayor en las viviendas con hornilla tradicional.
Con el análisis estadístico con
Gretl se ha visto que entre todas
las variables evaluadas, la
eficiencia tecnológica es la másinfluyente en la variable de
respuesta. Es necesaria la
transición energética de hornillas
tradicionales a fogones
mejorados de adobe para la
reducción de la contaminación
interior de las viviendas.
8. Conclusiones del proceso
“Las prácticas culinarias se sitúan en el nivel más elemental de la vida cotidiana, en el nivel más necesario y más menospreciado”. -
Giard et al, 1999.
Algunas construcciones
Antes...
...después
Con las construcciones de las cocinas anti-sísmicas con tierra cruda se revaloriza esta técnica tradicional.
Fotos: Colectivo Zompopo
Empoderamiento comunitario
Involucrar a las mujeres en tareas de capacitación técnica, realza su rol dentro de la familia y dinamiza las relaciones de género.
Fotos: Colectivo Zompopo
