Evaluación de un sistema integrado cocina a leña con tanque de agua para calefacción de viviendas rurales en zonas altoandinas del Perú

Abstract

En este trabajo se estudia el comportamiento térmico de un tanque adosado (TA) a una cocina de biomasa mejorada, que se ubica en el ducto de salida (chimenea) de los gases de combustión aprovechando el calor residual para calentar el agua contenida en el TA, éste puede ser usado como calefactor en las viviendas altoandinas. Las evaluaciones se llevaron a cabo en una vivienda ubicada en el distrito de San Antonio de Chuca (Imata) provincia de Caylloma, departamento de Arequipa – Perú, situada sobre los 4500 msnm, lugar donde las temperaturas disminuyen hasta los 23 °C bajo cero en época de invierno. Se propone un método para medir el aporte en potencia del TA como calefactor, primeramente, encontramos la máxima transferencia de potencia de los gases de combustión hacia el agua cuando la cocina está encendida, una vez establecida esa potencia se reemplaza la cocina de biomasa por un sistema de calentamiento eléctrico que entregue la misma potencia para calentar el agua. Calibrado el sistema eléctrico, se calienta el agua en el tanque a diferentes temperaturas calculando la energía acumulada, además conseguimos predecir el tiempo necesario para llegar a la temperatura deseada y la cantidad de leña que se utilizaría en caso de usar la cocina para el calentamiento, luego se determina la potencia que puede entregar el TA al ambiente de la vivienda de prueba. Si el agua en el tanque es calentada a 70 °C, este sistema de calefacción puede entregar una potencia promedio de 450 W desde las 21:00 horas hasta las 5:00 horas del día siguiente.