EL DESARROLLO DE , AND DISSEMMINATION
Por
Samuel F. Baldwin
La Princeton Universidad
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para la Cooperación del Desarrollo
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El Gobierno de de Países Bajos
VITA
1600 Bulevar de Wilson, Colección 500,
ARLINGTON, VIRGNIA 22209 EE.UU.
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Las Estufas de la biomasa
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1600 Bulevar de Wilson, Colección 500,
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La biblioteca de Datos de Catalogar-en-publicación de Congreso
Baldwin, Samuel F., 1952 -
Las Biomasa estufas.
La Bibliografía de : la pág.
Includes el índice.
1. Las estufas de la biomasa--el Plan y construcción.
2. La energía de la biomasa--los países en desarrollo. 3. El combustible--
La Conservación de --los países en desarrollo. YO. El título
TH7436.5.B35 1987 683 ' .88 87-6107
ISBN 0-86619-274-3
A mi hermana, Hannah
LOS RECONOCIMIENTOS
El trabajo presentado en este volumen empezó en el Oeste Africa, bajo los auspicios,
de un proyecto a largo plazo llevado a cabo por Voluntarios en la Ayuda Técnica
(VITA) y el Comite Permanent Enterrar-etats de Lutte el la de Contre Secheresse
EL LE DEL DANS SAHEL (CILSS). Desde entonces, las numerosas personas y organizaciones tienen
ayudaba a cada paso en su desarrollo. Muchos de los contribuyentes tienen
sido cuidadosamente nombrado en las referencias detalladas y para que no será
here. However repetido, las gracias especiales son lo siguiente debidas:
Para el apoyo financiero mientras en Africa: La Agencia de Estados Unidos para Internacional
El Desarrollo e IBM-Europa.
Para el apoyo institucional mientras en Africa: CILSS, OUAGADOUGOU; EL L'INSTITUT
Burkinabe del l'Energie (IBE), Ouagadougou; la Misión Forestiere Allemand
(MFA), Ouagadougou; el d'Energie de Laboratoire Solaire (LESO), Bamako; el Centro
el des el Etudes et des el des de Recherches Energies Renouvelables (CERER), Dakar;
La Asociación Bois de Feu, Marsella; el le de lluvia de Asociación el des de Developpement
Energies Renouvelables en Mauritanie (ADEREM), Nouakchott; el Mundo de la Iglesia
El servicio (CWS), Niamey; la Agencia para el Desarrollo Internacional de Estados Unidos
(USAID); y el Cuerpo de Paz de Estados Unidos.
Para el apoyo financiero parcial en el EE.UU.: El Instituto de los Recursos Mundial y
la Rockefeller Hermanos Fundación, La Fundación de Hewlett, el Centro,
para la Energía y los Estudios Medioambientales de Universidad de Princeton, y VITA.
Para las ilustraciones y assistance: de los gráficos Ellen Thomson, Thomas O.,
Agans, y Mike Freeman.
Para el editorial y assistance: de la producción Julie Berman, Margaret Crouch,
Juleann Fallgatter, María Garth, y Jim Steward de VITA.
Para los comentarios de la revisión y suggestions: Alfredo Behrens, Margaret Crouch,
Gautam Dutt, Eric Larson, Cliff Hurvich, Eric Hyman, Willett Kempton,
Robert Morgan, H.S. Mukunda, Tom Norton, Kirk Smith, Bob Williams, y
Timothy Wood.
Por proporcionar el equipo examinando óptico: Charles Creesy de Princeton
La universidad.
Para la preparación y apoyo de la publicación: La Fundación de Hewlett, el
El Centro para la Energía y los Estudios Medioambientales, y VITA.
Listando aquéllos que han ayudado simplemente, sin embargo, no hace adecuadamente
describa el papel crítico que tantos ha jugado en este trabajo. El
el original mejoró las estufas proyectan con CILSS empezó en 1980 cuando IBM-Europa
VITA acercado con una demanda para diseñar un programa con CILSS para el
la investigación y desarrollo de estufas mejoradas como una manera dado combatir la deforestación.
USAID después con tal de que los fondos sigan este programa yendo. Era el
la previsión y el apoyo firme de estas dos organizaciones--la ayuda
la agencia y la corporación--eso permitido este trabajo para tomar pone en absoluto.
Timothy Wood fue la primer Coordinadora Técnica del VITA/CILSS
el proyecto de la estufa mejorado y eran su trabajo fino organizando muchos del
los proyectos nacionales y empezando el desarrollo de estufas de arcilla disparadas
que, principalmente, pavimentó la manera para el trabajo describió aquí.
Siguiendo mi llegada en el Oeste Africa como el Coordinador Técnico segundo,
el trabajo descrito sólo era lejos hecho posible a través de la ayuda sobre y
más allá de la llamada de deber por: Issoufou Ouedraogo, Georges Yameogo, Frédéric,
Yerbanga, y Stephen y Cornelia Sepp en Burkina Faso; Yaya Sidibe,
Cheick Sanogo, y Terry Hart en Malí; Massaer Gueye, Lamine Diop, y
Susan Farnsworth en Senegal; Ralph Royer en Níger; Bill Phelan en Mauritania;
y anteriormente todos, Moulaye Diallo de CILSS y Sylvain Strasfogel de
La Asociación Bois de Feu. Al mismo tiempo, yo recibí el apoyo extraordinario de
Paula Gubbins y Juleann Fallgatter a VITA headquarters. Muchos, muchos
otros también ayudaron significativamente y a ellos yo no debo disculparme para
citando sus nombres específicamente aquí.
Con mi retorno a los Estados Unidos yo he continuado recibiendo inestimable
la ayuda de muchos sources. Entre aquéllos listados anterior, especial gracias
es Margaret Crouch debido, Gautam Dutt, Eric Larson, y Ellen Thomson. En
el particular, Margaret y Gautam han proporcionado horas innumerables de editorial
y ayuda de la producción, y apoyo persistente en este esfuerzo largo.
A todos estas personas yo le doy Esos errores a un thanks. cordial que
permanezca en el texto es exclusivamente y de algún modo mío permanezca a pesar de todos el
la ayuda editorial paciente que yo tengo received. Similarly, varios
las ilustraciones de más bajo calidad permanecen--ellos son debidos a mi mano insegura y
de algún modo permanezca a pesar de la ayuda profesional disponible a mí. YO
espere que el lector entenderá los temas subyacentes de este trabajo a pesar de
estas limitaciones.
Me gustaría también agradecer a mi hermana, Hannah, por hacerme consciente primero de,
los problemas en countries. en vías de desarrollo Este libro es el testimonio al
el impacto profundo un viaje simple para visitarla en Senegal en 1972 ha llevado puesto
mi carrera.
Finalmente, me gustaría agradecer a mi esposa, Emory, para su amor, paciencia, y
entendiendo durante los meses largos mientras lo que se pensaba que era un 50-página
el informe técnico se convirtió en un libro del 300-página.
SAM BALDWIN
el 1986 dado noviembre
EL ÍNDICE DE MATERIAS DE
Los reconocimientos
El índice de materias
YO. LA INTRODUCCIÓN AND APRECIACIÓN GLOBAL
II. EL COMBUSTIBLE DE , EL CARBÓN DE LEÑA, LA DEFORESTACIÓN, LAS ESTUFAS DEL AND,
El Combustible de
El Carbón de leña de
los Impactos Medioambientales
La Economía de y Opciones de la Política
III. EL PLAN DE LA ESTUFA
La Conducción de
La Transmisión de
La Radiación de
La Combustión de
Otros Aspectos de Eficacia de la Estufa
IV. LA ESTUFA CONSTRUCCIÓN
Las Construcción Opciones
El Plantilla Plan: Las Estufas cilíndricas
la Producción de la Estufa Metal
Fired la Producción de la Estufa De arcilla
LA V. ESTUFA TESTING
Los ensayos de laboratorio de
Controlled las Pruebas Cocción
Las Producción Pruebas
Field las Pruebas
Marketing las Pruebas
VI. EL CARBÓN DE LEÑA DE ALIMENTÓ SYSTEMS
Las Carbón de leña Estufas
los Hornos de Temperatura Altos
LOS APÉNDICES
La À. Conducción
La B. Transmisión
La C. Radiación
La D. Combustión
los cambiadores de calor de E.
F. el Análisis Financiero
G. los Métodos Estadísticos
el H. Testing Equipo
YO. Las Unidades y Conversiones
Las J. Instituciones
LAS NOTAS, LAS REFERENCIAS, EL AND LA LECTURA EXTENSA
EL ÍNDICE
EL CAPÍTULO YO
LA APRECIACIÓN GLOBAL DE AND DE INTRODUCCIÓN
Los países en desarrollo son ahora sufridos serio y en aumento el rápido
la deforestación. En la suma a la degradación medioambiental, pérdida de bosque
la tapa quita los recursos de energía de madera en que tradicional rural
las economías son basadas. En la contestación a las escaseces en aumento serias,
los programas para conservar el suministro de combustible y extender la producción de combustible
ha multiplicado, pero frecuentemente ha sido la deuda ineficaz a una falta de
entendiendo de las complejidades económicas, políticas, sociales, y técnicas
de estos problemas.
El intento primario de este libro es resolverse algunos del técnico
los problemas de conservar el supply(1 de combustible) . Esto se hace usando el
los principios de transferencia de calor de la ingeniería moderna para rediseñar tradicional
las tecnologías de energía. Así desplegado, este matrimonio improbable del moderno y
el tradicional es una herramienta poderosa por mejorar las vidas del Tercero
El pobres de Mundo.
El libro es dividido en dos partes, el texto y los apéndices técnicos.
El texto es escrito para persona de conocimientos variados que necesitan un cualitativo todavía detalló
entendiendo de plan de la estufa y testing. Los apéndices son escrito para
especialistas que necesitan una introducción a la aplicación de los principios
de combustión y transferencia de calor al plan de la estufa. Las dos partes se combinan
en un solo volumen para para dar énfasis a la importancia de técnico
el análisis al plan de la estufa, desarrollo, y dissemination. En el informe, el
los volúmenes son como sigue.
______________________
(1) un volumen del compañero discute aspectos de la política de usar la energía de la biomasa
los recursos para el desarrollo rural (1). La planificación de programa de estufa y aplicación
se discute a la longitud en la referencia (2).
El II del capítulo, el Combustible, Carbón de leña, y Deforestación, las revisiones el papel de
el combustible en las sociedades tradicionales, y el medioambiental, económico, y
las consideraciones de la política de deforestación creciente y el combustible empeorando
las escaseces. Aunque la demanda de combustible no es una causa primaria de deforestación
en la balanza global, puede aumentar las presiones significativamente adelante
los recursos del bosque localmente, particularmente alrededor de las áreas urbanas en las regiones arida
donde la demanda de combustible es grande y la productividad de la biomasa del
la tierra es small. En el giro, la deforestación pone un enorme financiero y
la carga física en los centenares de millones de las personas en los países en desarrollo
cuando ellos se esfuerzan obtener las llegadas del combustible vitales con que para cocinar su
la comida y calienta sus casas.
Las contestaciones a estos problemas podrían incluir árbol que planta los programas, mejoró
la dirección de la tierra, o la importación de combustibles fósiles por cocinar. Todos de
éstos pueden ser componentes importantes de cualquier estrategia a largo plazo para encontrarse el
la energía necesita de países en desarrollo (1) . Yet en muchos rural y urbano
las áreas no pueden llevarse a cabo los tales programas rápidamente bastante o también pueden serse
caro superar el rápidamente los déficites de combustible crecientes.
Mejorando la eficacia de energía de biomasa potencialmente las estufas ardientes
las ofertas una alternativa muy rentable por aliviar la carga de comprar
alimente por el pobres urbano y el combustible colectivo por el pobres rural. Las estufas buenas también
prometa que la salud importante beneficia a sus usuarias reduciendo el humo
las emisiones. Finalmente, las estufas pueden aliviar las presiones en los bosques así como la ayuda
mantenga la productividad de la tierra a largo plazo reduciendo la necesidad dado quemar la cosecha
los residuos y estiércol.
El capítulo III, el Plan de la Estufa, discuten los aspectos técnicos de combustión
y transferencia de calor como aplicado a mejorar la biomasa el cookstoves(2 ardiente). El
se dan énfasis a los punto siguientes:
la o Conducción procesa en la estufa exige a la estufa ser como ligero
como posible minimizar el calor guardado en las paredes y, dónde
posible, para estar rayado con el peso ligero, el insulants de temperatura alto a
reducen la pérdida de calor al exterior. Su peso escaso y el transportability fácil
permiten la fabricación de artículos idénticos en g centralizada con la distribución a través de
cauces comerciales existentes o la fabricación de artículos idénticos en g descentralizada con
La distribución de por los artesanos del sector informales.
______________________
(2) la biomasa " como usado en este libro se refiere a la biomasa cruda o grena
los combustibles como madera, basuras agrícolas, o dung. En el contraste, alimenta tal
como el carbón de leña, etanol, metanol y otros que se derivan de crudo
la biomasa es que los termed " procesaron los combustibles de la biomasa ".
Cookstoves " (o simplemente " las estufas ") se refiere principalmente a estufas diseñadas para
los Usos de water. caloríficos podrían incluir doméstico, el restaurante, o institucional
la cocina de la balanza (hirviendo) o agua caliente que calienta; comercial e industrial
los usos como el cerveza prepararse, tinte de tela, o comida que procesan (hirviendo); y
otros. no se refiere a las estufas por freír las comidas o al woodburning
los hornos, ni aplica para espaciar las estufas caloríficas, aunque muchos del
las mismas consideraciones generalmente serán aplicables.
La introducción
la o Transmisión procesa en la estufa requiera el mando muy preciso encima del
La estufa dimensión y el emparejando preciso de la estufa al pot. El
el grado alto de precisión necesitado hace necesario fabricación de artículos idénticos en g basada adelante
las plantillas normales.
Así, debido a los principios fundamentales de transferencia de calor, sitio-construyó o
las estufas macizas son improbables mostrar la actuación aceptable; la masa produjo
las estufas ligeras con cuidadosamente perfeccionó y controló las dimensiones son
mucho prefirió.
En la suma, se discuten combustión y procesos de transferencia de calor de radiación
en el Capítulo se presentan III oportunidades del and para la investigación extensa a
aumente la eficacia y reduzca las emisiones.
El capítulo IV, la Construcción de la Estufa, aplican los resultados técnicos de Capítulo
III a los aspectos prácticos de construcción de la estufa real. El plan de la plantilla
y paso a paso la producción se describe en detalle para varios metal y
las estufas de arcilla disparadas desarrollaron recientemente y siendo ahora diseminado en el Oeste
Africa. Additionally, las sugerencias son hecho para una variedad de otra estufa
configuraciones que pueden satisfacer bien las condiciones en otras áreas.
En el V del Capítulo, Estufa Testing, los procedimientos graduales se recomiendan para
los prototipos de estufa de testing y estableciendo una industria de la estufa rudimentaria. En
informe, laboratorio y controló se usan las pruebas cocción para seleccionar particularmente
prototypes. prometedor De estas pruebas, las plantillas normales son
desarrollado eso conforme a los tamaños de la olla locales y formas. Una producción
la prueba se corre, mientras produciendo 50, 100, o más estufas entonces para cada uno del más más
la olla popular sizes. Durante esta producción prueban, un estado detallado es
realizado del coste, los problemas encontraron, y las mejoras potenciales
en el método de producción.
Algunas de las estufas producidos son distribuídos adelante un a corto plazo, temporal
la base a las familias seleccionadas para el testing del campo para determinar ambos su
la aceptabilidad y su actuación real.
Otra porción de esas estufas se pone en el despliegue en el anuncio local
las tomas de corriente y vendió en una comisión basis. que el Tal mercadeo simultáneo puede
permita alguna regeneración indirecta adelante cómo los vecinos de las familias seleccionadas
perciba los potential. Marketing de las estufas las técnicas como la radio y
el periódico anunciando, la cartelera y otra publicidad, y las demostraciones públicas
a los centros sociales, escuelas, los centros religiosos, y en otra parte
también deba ser attempted. Como el interés desarrolla, el promotor de la estufa puede
gradualmente retira, mientras dejando al productor de la estufa en el contacto directo con el
varios outlets. comercial Si el interés no desarrolla, las modificaciones
necesariamente será basado en el campo y estudios del mercado y cualquier otro
información que está disponible.
Debe darse énfasis a que detalló, testing metódico de prototipo
las estufas; cuidadoso financiero y análisis estadístico de los resultados; y uso
de estos resultados mejorar los prototipos subsecuentes es crucial si mejoró
las estufas serán diseminadas con éxito y ampliamente. En algunas áreas el
instrucciones de prueba proporcionadas necesitarán ser modificadas; en otras áreas
ellos necesitarán ser completamente reworked. Pero por todas partes, cuidadoso,
el testing metódico y uso de los resultados son cruciales a entender y
los obstáculos superando a la actuación de la estufa buena y aceptabilidad.
El capítulo VI examinan las mejoras brevemente en el Carbón de leña Alimentó Systems tal
como las estufas y los hornos de temperatura altos de que pueden ahorrar las cantidades grandes
el combustible cuando desarrolló.
Los Apéndices Técnicos documentan el texto en detalle y proporcionan el técnico
el lector la fundación para Temas de understanding. más detallados discutidos
incluya conductivo, el convective, y procesos de transferencia de calor de radiative;
los principios de combustión; el plan del cambiador de calor aire a aire; y técnicas
para financiero y análisis estadístico de prueba data. Analytical y
se describen soluciones numéricas a las ecuaciones de la transferencia de calor en detalle y
los resultados se presentan en el text. que las referencias Extensas son nombradas para
aquéllos que desea hacer detallado el trabajo y una lista de instituciones más es
con tal de que para el contacto con los programas continuados.
Las tecnologías específicas discutidas en este libro están por ningún medios finalizado:
más bien ellos son beginnings. Cada uno tiene ciertas ventajas, como
alimente eficacia o seguridad, comparadas a las formas tradicionales, pero también trae
con él ciertas desventajas como la flexibilidad reducida o aumentó
el cost. Si o no la tecnología mejorada se adopta en cualquier área quiera
dependa de la provisión de carburante local, la economía local, y un organizador de otro
los factores. Further, la contestación será dinámica, mientras cambiando como las condiciones
el cambio. Como los recursos de energía de biomasa disminuyen, sin embargo, la demanda para
más combustible las tecnologías eficaces deben la Adaptación de grow. y más allá
el desarrollo de las tecnologías descrito aquí puede proporcionar el vital
servicios de energía necesitados por el pobres del mundo en un cada vez más el recurso
el mundo limitado.
Semejantemente, este libro está por ningún medios un estudio completado sino es un
la introducción a la aplicación de análisis científico moderno a tradicional
las tecnologías. En los ejemplos discutidos debajo, cuando la ingeniería moderna
la transferencia de calor se aplica a las tecnologías de energía tradicionales, nuevo,
se desarrollan las tecnologías con el potencial enorme para mejorar las vidas de
el pobres del mundo. Combinado con técnicas de fabricación de artículos idénticos en g modernas que pueden
lleve las frutas de un solo esfuerzo de la ingeniería especializado al entero
el mundo, esta lata potencial enorme se comprenda. No hay tiempo a
la pérdida.
EL CAPÍTULO II
EL COMBUSTIBLE, CARBÓN DE LEÑA, LA DEFORESTACIÓN, EL AND STOVES(1)
Desde entonces las personas aprendieron a controlar el fuego que ellos han estado despoblando de árboles activamente
su ambiente, usando el fuego inicialmente para ayudar en la caza y
después para aclarar la tierra para agriculture. Tierra del Fuego o " Tierra de Fuego "
se nombró así por Magallanes en 1520 debido a los numerosos fuegos que él vio
allí ponga por Americans. Sur indígena el savannahs Tropical y templado
los prados son, principalmente, una consecuencia de tal burnings repetido.
Una la mitad estimada de los desiertos del mundo fue creada semejantemente (1).
La historia grabada tiene numerosos ejemplos de tal deforestación. Creta, una vez,
pesadamente arbolado, escaseces de madera severas sufridas por 1700 A.C. debido al
las demandas de una población creciente. Chipre proporcionó el bronce necesitado por el
griegos antiguos para el armamento. Las escaseces de madera son una causa probable para la reducción
en bronce que funde allí A.C. por 1300 qué racionamiento forzado adelante el
El continente griego y debilitó el Mycenaeans al ataque externo. Aristóteles
y Platón los dos documentaron la destrucción de bosques en Grecia y el
las consecuencias. que Los romanos fueron obligados a importar madera de Africa Norte,
Francia, y España para guardar sus industrias, baños públicos, y ejército
operacional. Inglaterra sufrió la deforestación severa en muchas áreas durante
su periodo industrial temprano--los ciudadanos igualan armado escándalo encima de la madera creciente
los precios--hasta la transición al carbón era hecho (2,3).
Hoy, los bosques del mundo enfrentan las presiones inauditas. Mientras potencialmente
un recurso renovable, los bosques están desapareciendo más rápidamente que ellos están siendo
reemplazado. La Comida de los Naciones Unidas y estimaciones de Organización de Agricultura
eso arbola está perdiéndose a la agricultura, mientras rozando, la madera comercial,
el quemando desenfrenado, combustible, y otros factores a un rate de más de
11 millones dado hectáreas por año, con 90% de la poroma nunca replantados,
(4,5).
_____________________
(1) al autor le gustaría reconocer la ayuda de Timothy Wood
preparando porciones de este capítulo.
Cuando los bosques desaparecen, la carga financiera y física de obtener madera
alimente por cocinar y aumentos de la calefacción espaciales para el pobres del mundo. En
la contestación, muchos giro para segar gasta y estiércol como una alternativa, pero uno
eso tiene las consecuencias potencialmente serias para la fertilidad de tierra de futuro (6,7).
Esto no es un pequeño o aisló problem. Nearly dos millones dado toneladas métrica
(las toneladas) de madera, se queman carbón de leña, basuras de la cosecha, y estiércol diario en
los países en desarrollo, o aproximadamente un kilogramo cada día para cada
el hombre, mujer, y niño. Aunque la energía obtenida sólo representa sobre
10% de la energía consumieron mundial, está encima de mitad que la energía consumió
en unos 50 a 60 países en desarrollo y es tanto como 95% del
la energía doméstica usó allí (6-9).
La biomasa alimenta así juegue un papel crítico en las economías del desarrollo
los países. En este capítulo el suministro y demanda de estos combustibles, su
la producción y economía, y las consecuencias medioambientales de su uso
se repasa en detail. Aunque las estadísticas extensas presentadas son
ellos impasible, uno no puede estar impasible sobre el peaje imponente
en el bienestar humano que ellos represent. El cost alto de combustible
representa la comida, medicina, y ropa que los pobres urbanos deben preceder.
Las distancias largas caminaron y las cargas pesadas llevaron por el pobres rural
forrajeando para el combustible representan tiempo y laboran la comida creciente bien gastada o
el género productor para la venta en el pueblo markets. Las cantidades grandes de humo
emitido por las estufas tradicionales represente la incomodidad y enferme que
la causa de la lata de este humo el usuario. Sólo en tal un contexto ancho pueda el lleno
el impacto de combustibles tradicionales y estufas en la vida humana y bienestar es
apreciado.
EL COMBUSTIBLE
El crecimiento del anuario global total de biomasa del bosque ha sido diversamente
estimado para ser aproximadamente 50 veces consumo de madera anual y cinco veces
el consumo de energía anual total incluso los combustibles del fósil (Nota 142)(2) (10).
A pesar del promedio grande el suministro global, hay agudo y creciente
las escaseces de combustible regionalmente y localmente. Algunas regiones, como Asia,
tenga muy pequeño por cabeza bosque que crece accionario (Nota 143). Dentro de
las regiones, algunos países son dotados bien de los recursos de energía de biomasa,
y otros tienen los suministros totalmente inadecuados, (Mesa 1); y dentro de
los países ellos, hay abundancias locales similares y escaseces.
Por ejemplo, Zaire consume sólo 2% de su rendimiento sustentable de bosque
la biomasa pero tiene la deforestación seria alrededor de Kinshasa (12).
En áreas dónde arbolan los recursos la demanda no puede encontrarse, residuos de la cosecha y
el estiércol animal es marginalmente el mejor los suplentes suficientes a. En Bangladesh,
por ejemplo, los residuos de la cosecha y estiércol del animal pueden proporcionar aproximadamente 300 vatios por
la cápita (Mesa 1). Esto apenas es bastante para satisfacer las necesidades mínimas.
_______________________
(2) para no sobrecargar todavía todavía el texto proporcionan al lector con
la información detallada, se dan varios Mesas como el principio del Apuntes adelante
página 251.
MESA 1
Los Biomasa Energía Recursos en los países en desarrollo Seleccionados
el Rendimiento Sustentable en Watts/capita de
La Población de la Cosecha de el Animal de
Rural (el millions) los Residuos de Wood el Estiércol de
Congo 1 18100 35 n.a.
Brasil 116 11100 257 507
Zaire 30 4300 29 35
Argentina 27 3900 793 1270
Thailandia 48 1170 295 124
Nepal 14 666 225 412
Burkina Faso 7 317 162 231
India 694 222 174 200
Bangladesh 89 63 136 162
China 970 n.a. 216 108
Adapted de la referencia (20); n.a. --el not disponible
Las estimaciones como éstos son, claro, sólo aproximaciones muy crudas.
Cuando estos combustibles tradicionales normalmente no mueven a través del anuncio supervisado
los mercados, estima de su producción y uso sólo puede hacerse por
los dimensiones detallados al sitio en question. Further, hay
la confusión considerable en la literatura encima de las unidades medía un
quantity. dado por ejemplo, guardabosques generalmente usan las unidades volumétricas a
mida madera pero a veces no especifica si está en las unidades de sólido
metros cúbicos o los metros cúbicos apilados (los novillos castrados) . Ni es la especie y
la densidad specified. Note (144) da las equivalencias muy ásperas entre el
dos unidades volumétricas para las clases diferentes de madera segada la mies. Semejantemente,
el carbón de leña es normalmente moderado por el volumen, pero su volumen de energía es determinado
por su masa que a su vez es determinado por las especies de que
fue carbonizado (14), las temperaturas a que fue carbonizado, es decir,
su volumen volátil residual (15), y su densidad de empaquetadura.
Cuando estima de volumen de energía es basado en el peso, los preferimos,
el método, es similarmente vital saber el estado higrométrico del combustible y
si el peso está en una base húmeda o seca (vea el Capítulo III).
Estimando los recursos de energía de biomasa deben hacerse por consiguiente por directo
la medida. Forest que los recursos pueden ser medidos estimando el lugar
volúmenes o cortando una área y haciendo un peso directo o volumen
la medida (16-19). Los residuos de la cosecha de las mismas especies pueden variar ampliamente
por el tipo de la tierra y lluvia así desplegado en la Nota (145) y semejantemente debe ser
directamente los weighed. Crecimiento rates pueden ser estimados por las numerosas repeticiones
de tales dimensiones en las muestras comparables, adyacentes encima de un periodo de
tiempo. Finalmente, dónde el estiércol animal es, o podría ser, usó como una energía
el recurso, también, debe medirse Estimaciones de directly. de estiércol
se dan los rates de la producción en la Nota (146) . los valor Caloríficos para un número
de combustibles de la biomasa diferentes se da en el Apéndice D.
Se han estimado los recursos de energía de biomasa para una variedad de local,
los casos nacionales, y regionales como descrito en las referencias (4,7,9,13,20-28).
La Demanda de combustible
Las numerosas estimaciones de demanda de combustible de biomasa han sido hecho adelante el local,
la balanza nacional, y regional (29-59) . El rate de uso de energía por el
el lugareño típico normalmente está en el rango de 200-500 vatios por persona y
pueda variar dramáticamente con la estación, clima, y la disponibilidad general
de varios combustibles. Se dan los resultados de estudio de energía para casi 40 pueblos y
los pueblos en la Nota (147). Mucha de esta energía se usa para la cocina doméstica
(Mesas 2,3,6) y estos valor son muy superiores que las cantidades de energía
usado en los países desarrollados por cocinar (Mesa 4) . Esto es debido al
la ineficacia de combustibles tradicionales y tecnologías de la estufa así como
los cambios en la dieta y estilo de vida que son posible con los ingresos superiores.
Globalmente, los combustibles de la biomasa son la fuente principal de cocinar la energía para
la mayoría de los países en desarrollo (Mesa 5) . Additionally, ellos proporcionan la energía
para las necesidades de la casa como el agua del baño calorífica, planchado, y otros usos.
Aunque quizás atípico, 60% de consumo de madera doméstico en Bangalore,
India, se usa para calentar el agua del baño (45).
Aunque su uso principal en los países en desarrollo es doméstico, la biomasa,
también alimenta mucha de la industria. Como visto en las Mesas 7 y 8, los combustibles de la biomasa,
el dos terceros de industria de Kenyan y comercio y se usa para las tales cosas
como el cerveza prepararse, blacksmithing, cosecha secar, y encendido de la alfarería.
MESA 2
Total el Consumption de Power, Ungra, India,
WATTS/CAPITA (*)
La Source\Use Agricultura Domestic Lighting la Industria de el Total de
humano 7.26 17.08-- 4.52 28.86
Man (5.11) (6.01)-- (3.92) (15.04)
La Mujer de (2.15) (8.70)-- (0.56) (11.41)
El Niño de -- (2.36)-- (0.04) (2.41)
El animal (* *) 12.0 ---- 1.11 13.11
La leña -- 222.8-- 36.85 259.7
Agro-gaste -- 23.2---- 23.2
El de electricidad 3.18 -- 1.17 0.37 4.72
El querosén -- 0.19 6.88 0.97 8.04
El Diésel 0.04------ 0.04
El carbón ------ 1.41 1.41
total 22.5 263.3 8.05 43.23 339.
(*) Basado en una población del pueblo total de 932 personas en 149 casas
(* *) Con tal de que por 111 bueyes, 143 vacas, 93 terneros, 113 búfalo y 489
Las ovejas de y cabras.
La referencia (50)
Las estimaciones de la intensidad de energía de usos comerciales varían ampliamente, pero todos
indique las cantidades sustanciales de combustible usadas y a menudo a muy bajo
las eficacias. Uno apiló que el metro cúbico de madera, por ejemplo, se requiere
para curar 7-12 kg de tabaco leaf. La eficacia de tabaco los graneros secantes
en Tanzanía se ha estimado para ser tan bajo como 0.5% (49) el . Tabaco secado
los usos 11% de todo el combustible en Ilocos Norte, Filipinas y 17% del
el presupuesto de energía nacional en Malawi (34,39,47,56,59).
El té procesando exige aproximadamente a 9.5 GJ o 500 kg de madera seca producir 30
el kg de hojas de té secas de 150 kg de hojas verdes (45,47) . Fish que fuma /
secando se estima para requerir de 0.25 kg diversamente (39) a 3 kg (40) de
el combustible por el kilogramo de pez secado (47,59) los Enladrillados de . requieren aproximadamente
uno apiló metro cúbico de combustible para disparar 20-25 ollas (39) o 1000 ladrillos
(59). En Bangalore, tinte de que una tonelada de estambre requiere unas 8.3 toneladas
el combustible; las panaderías usan 0.58 kg de combustible por el kilogramo de tradicional
el pan produjo (45) . En Tanzanía, el cerveza preparándose requiere un apilado cúbico
mida para producir 180 litros (59), y la industria preparándose en Ouagadougou
los usos 14% del combustible total usaron (60) . que Otros usuarios mayores incluyen
las cocinas institucionales, elaboración de la madera (45), y producción de azúcar, para
qué el propio bagazo es used. Overall, la biomasa alimenta proporcione arriba a 40%
de la energía industrial usada en Indonesia, 28% en Thailandia, 17% en
Brasil, y fragmentos similarmente grandes en muchos otros países (9)(3).
MESA 3
el Consumption de Power Doméstico, Taruyan, el Oeste Sumatra
WATTS/CAPITA
Labor (*) el Firewood Bagasse Querosén el Total de
cocción 8.6 181. 2.9 -- 193.
Riegue Collection 2.6 ------ 2.6
El lavado 2.0 ---- -- 2.0
Madera Collection 1.9 ------ 1.9
Food entregando 0.6 ------ 0.6
encendiendo------ 52.1 52.1
total 15.7 181. 2.9 52.1 252.
El porcentaje 6.2% 71.9% 1.1% 20.7% 100.%
(* )Calculated a 1.05 MJ/man-hora; 14.9 leña de MJ/kg; 37.7 MJ/liter
El querosén; 9.2 bagazo de MJ/kg.
La referencia (58)
_________________________
la variedad de (3)A de unidades, GJ (los giga-julios), kg., [m.sup.3], las toneladas, etc., son
usó aquí para corresponder a la literatura en lugar de usando un solo juego
de unidades--preferentemente GJ y tablas de conversión de watts. para todos éstos
se dan las unidades en el Apéndice I, el hacinamiento aproximado factoriza para madera y
el carbón de leña se da en las Notas (144,149), y los valor caloríficos se ceden
El Apéndice D. El autor siente la molestia.
MESA 4
El Power Consumption por Cocinar
el Combustible de Rural W/cap
Brasil GPL 55
Brasil Madera 435
el Canadá Gas 70
CAMEROON WOOD 435
el Francia Gas 55
El Oeste de el Alemania Gas 30
el Guatemala Propano 50
Guatemala Madera 425
el India Querosén 50
India Madera 260
el Italia Gas 55
el Japón Gas 25
Suecia Gas/kerosene 40
Tanzanía Madera 590
el Estados Unidos Gas 90
Las Referencias de (63,64)
TABLE 5
La Mundo Población por el Combustible de la Cocina Principal, 1976
(millones de las personas)
El Anuncio de
(el Estiércol del fossil) y
Total la Energía de la Fuelwood Cosecha Pérdida
Africa South de Sahara 340 35 215 90
India 610 60 290 260
El resto de Asia Sur 205 25 95 85
Del este Pacific Asia-en vías de desarrollo 265 95 110 60
Asia, Centralmente Planeó
Las Economías de 855 190 435 230
El Medio Oriente, Africa Norte 200 105 35 60
América Latina y Caribbean 325 230 85 10
América del Norte - OCDE Pacific 365 365 0 0
Europe Western 400 400 0 0
Europeo, Centralmente Planeó
Las Economías de 340 340 0 0
total 3905 1845 1265 795
La referencia (11)
MESA 6
El consumo de energía de en Kenya
El Por ciento de de Total Nacional (*) por Extremo-use
El Non de - la Biomasa de
Traditional
Fuel Wood Charcoal Other
La Casa urbana
COOKING/HEATING 0.8% 1.0% 3.3%--
Lighting 0.6------
Otro 0.2-- 0.5 --
La Casa rural
COOKING/HEATING 0.2 45.3 2.8 2.7%
Lighting 1.1------
La Industria
Grande 8.6 5.3 0.3 --
INFORMAL URBAN-- 0.1 0.6--
INFORMAL RURAL-- 9.1 0.1--
El comercio 0.6 0.5 0.1 --
El transporte 13.7 ------
La agricultura 2.5 ------
total 28.4% 61.3% 7.6% 2.7%
(* )Total el consumo de energía Nacional = 332 millones dado GJ
por cabeza el Consumption de Power = 658 W
La Referencia de (24)
MESA 7
el Consumo Anual de Combustible y Carbón de leña en Kenya
por las Industrias de la Cabaña Rurales, Watts/Capita
El Combustible de el Carbón de leña de
La Industria de W/cap W/cap
Brewing 33.9 --
Brick de encender 1.9 --
BLACKSMITHING -- 1.9
Crop Secante 1.3 --
Fish el Secado 0.6 --
Tabaco de que Cura 1.3 --
La Carnicería de 7.6 1.9
Baking 4.1 --
Los Restaurantes de 5.4 1.3
Construcción Madera 15.9 --
Total 72. 5.1
La Referencia de (24)
Los combustibles de la biomasa son cruciales a las economías de la mayoría de los países en desarrollo.
La nota (148) lista 60 países en que los combustibles de la biomasa proporcionan 30-95% del
la energía total used. La energía que estos combustibles proporcionan, sin embargo, es sólo un
el fragmento de eso usado por el combustible del fósil basó las economías (8,31). En el
el mundo desarrollado, promedie por cabeza el uso de energía es aproximadamente 6 kW mientras en
Africa y Asia apenas es uno décimo de esto (8); en América del Norte,
el uso de energía es encima de 10 kW, mientras en Africa es aproximadamente 450 W (8,31).
Con estos rates de uso de energía de biomasa y proporciona hay un serio y
la escasez creciente de combustible en muchos areas. El UNFAO ha estimado eso
el número de las personas que sufren una escasez aguda de combustible aumentará
de aproximadamente 100 millón en 1980 a encima de 350 millón en el año 2000 (Mesa 9).
Las tales escaseces aumentan el coste para los moradores urbanos, alargue forrajeando
para el combustible por los campesinos, y roba la tierra de nutrientes como el interruptor de las personas
para segar basuras y estiércol.
MESA 8
El Combustible Consumo en Kenya
por la Industria Grande, Watts/Capita
La Industria de W/cap
El Té de (el promedio) 8.9
El Tabaco de 2.5
Sugar 1.6
Wood Processing 9.5
Wattle 1.3
El Arcilla Ladrillo 1.0
Baking 9.5
Total 34.3
La Referencia de (24)
MESA 9
La Escasez de Combustible en los países en desarrollo
(millones de las personas afectaron)
1980 2000
agudo el acute déficit deficitario
La escasez de la escasez de
Africa 55 146 88 447
Cerca del Este &
NORTH AFRICA-- 104 -- 268
América Latina 15 104 30 523
Asia & Pacífico 31 645 238 1532
Total 101 999 356 2770
La Referencia de (6)
MESA 10
El Combustible de en el Mundo el Consumption de Power (1978)
El Combustible de el Por ciento de Comercial
La Población de Consumed Power el wood/total de Consumed
millones por cabeza por cabeza
Mundial 4258 110 W 1913 W 5.4%
Desarrollado
le comercializan 775 21 5946 0.3 a
planeó 372 73 5118 1.4
Desarrollando
Africa 415 254 185 58.
Asia 2347 101 508 17.
latín
América 349 232 1028 18.
La referencia (8)
EL CARBÓN DE LEÑA
El carbón de leña se produce calentando madera en la ausencia de oxígeno hasta muchos
de sus componentes orgánicos gasifica, mientras dejando atrás un negro poroso alto
el carbono residue. que así El carbón de leña produjo retiene la misma forma como el
la madera original pero es típicamente sólo uno quinto el peso, uno medio el
el volumen, y uno tercero la energía original content. UN más preciso
la relación se da en la Nota (149).
El carbón de leña tiene un valor calorífico de 31-35 MJ/kg, mientras dependiendo adelante su
el volumen volátil permaneciendo, comparado a 18-19 MJ/kg para la madera horno-seca.
La Mesa D-2 ilustra cómo la historia de temperatura de la carbonización
el proceso afecta el volumen volátil y el valor calorífico del resultar
el carbón de leña.
Hay dos clases diferentes de equipo de la carbonización, hornos y
las réplicas mordaz. Los Hornos de queman parte del cargo de madera a carbonizándose para proporcionar
el calor necesario para la carbonización process. Retorts usan un separado
alimente la fuente para proporcionar el calor y así pueda conservar la calidad superior
producto que se carboniza usando un más bajo combustible de calidad como las ramitas y
las ramas para el heating. Una revisión extensa se da en la referencia (156).
El system más extendido usado en el mundo en vías de desarrollo es un horno hecho de
la tierra. En este caso la madera se apila sólidamente o en un hoyo o en
la tierra llana, cubierta con paja u otra vegetación, y, finalmente,
enterrado bajo una capa de soil. que se enciende con ascuas ardientes introducidas
a uno o más punto al fondo del stack. La tarea del
carbón de leña-fabricante a lo largo de la quemadura " resultante " es abrir y cerrar un
la sucesión de orificios de respiradero en la capa de la tierra para dibujar el fuego uniformemente alrededor
la pila de madera, calentando la madera mientras quemando como poco de él como posible.
Otros systems en el uso incluyen hornillas que se usan extensivamente
en Brasil (66,67).
El tamaño del horno puede ser tanto como 200 novillo castrado (68) y la energía
se da eficacia del proceso de la conversión diversamente como 15% en Tanzanía
(47), 24% en Kenya con una pérdida adicional de 5% del propio carbón de leña
durante la distribución (24), 29% en Senegal (69) y Etiopía (70), y encima de
50% en Brasil con las hornillas (67) . Advanced que se exigen las réplicas mordaz ser
capaz de lograr 72% eficacias de energía convirtiendo madera al carbón de leña
si hay recuperación completa de todos los derivados gaseosos (67).
La variación grande en las eficacias del horno informadas puede ser debido en parte a
la confusión sobre las unidades--la energía, el peso, o volumen, y la base húmeda o seca.
Cuando se hacen las pruebas del lado-por-lado, las eficacias de energía son típicamente en el
30-60% rango como indicado en Mesa 11 (71,72) . El pariente económico
la actuación de unos tipos de hornos se da en Mesa 12. La economía pobre
del horno terrizo listado en Mesa 12 puede ser debido al muy pequeño
clasifique según tamaño que studied. Otros han encontrado los hornos terrizos tradicionales para tener justamente
la actuación alta y una ganancias buena con la labor relativamente pequeña
(71). Sus desventajas, sin embargo, incluyen un rendimiento inconstante y calidad,
las quemaduras lentas, y la disponibilidad estacional (no durante la estación lluviosa). No
materia que qué system se usa, sin embargo, los resultados del carbón de leña productores en un mismo
la energía neta grande loss. En las condiciones de conservar los recursos del bosque, es
siempre bien para usar madera en lugar de convirtiéndolo primero al carbón de leña.
El Transporte del carbón de leña
Frecuentemente se ha defendido que es más barato y más eficaz a
transporte el carbón de leña que madera debido a su energía superior satisfecho por la unidad
la masa. así desplegado debajo de, sin embargo, la cantidad de energía, si en la forma
de madera o carbón de leña que pueden llevarse por el camión es sobre el mismo.
Como el costes de transportes es principalmente debido a la depreciación del vehículo y mantenimiento,
el cost de arrastrar madera o el carbón de leña es sobre el mismo por la unidad
de energía llevada (150).
Asumiendo el costes de transportes a un US$0.10 fijo por el tonelada-kilómetro métrico,
El conde encontró que era más barato transportar la energía en la forma de carbón de leña
que en la forma de madera para las distancias mayor que 82 km (13). CHAUVIN
semejantemente usado un cost fijo por el tonelada-km. en su análisis de la economía
de transportar el carbón de leña de la Costa De marfil a Burkina Faso por la barra (60)
El costes de transportes expresando por lo que se refiere a tonelada-km es una práctica normal en
las estadísticas del transporte agregadas, pero no es aplicable en esto
la situación. la Mayoría de la energía se usa para mover el propio vehículo, a
supere la resistencia del viento, fricción interna y para que forth. Thus, un vacío
el camión usa la casi tanta energía como uno que es full. UNA regresión lineal
en datos presentados en la referencia (73) las muestras que la intensidad de energía de
transporte por los tractor-remolques en el EE.UU. está aproximadamente relacionado al
la carga útil para el rango 8-25 toneladas métrica por la ecuación
E = 23.6/M + 0.476
donde E es la intensidad de energía en MJ por el tonelada-km métrico que la carga se mueve,
y el MEGA es la masa de la carga en el Transporte de tons. métrico es más a menudo
limitado por el volumen que por el peso y esto es particularmente verdad en el
mundo en vías de desarrollo dónde normalmente se llenan los vehículos a inundar. En
este caso de volumen limitó transporte, Mesa 13, 13% que más energía puede ser,
transportado por el camión de madera que de carbón de leña a un cost de un 21%
aumente en el uso de combustible.
Alimente coste, sin embargo, es sólo una parte pequeña del costes de transportes total
y por lo menos en algunos casos, no aumente substancialmente incluso adelante no mejorado
los caminos (74) el Mantenimiento de . y reparación de vehículos son un factor grande
(74) y la depreciación del vehículo y labor son aun más grandes (75).
MESA 11
Las Energía Eficacias de Carbonización Surtido Systems
Thailandia, 1984,
Total el Carbón de leña de como el Charcoal Número
El Volumen de la Energía de % de Production de
[m.sup.3] la Madera Seca los Rate kg/hr Ensayos
La Colmena del ladrillo 1 8.3 61% 11.1 3
La Colmena del ladrillo 2 2.0 63 5.6 35
Brasileño, modified 8.3 55 10.7 2
Mark V(2) 2.6 43 10.1 7
La Colmena de barro 3 2.2 56 5.1 27
Solo Drum 0.2 38 5.9 7
La tierra Mound 0.7 51 4.6 5
La referencia (72). También vea (72) para los datos en 12 otros tipos de hornos.
MESA 12
La Carbón de leña Producción Economía
Thailandia, 1984,
Por la Quemadura Madera de (*) la Capital de (* *) Labor (* * * el Carbón de leña de )
INVESTMENT US$/TONNE
El ladrillo Colmena 1 $52. $1.67 $9.00 $65.
El ladrillo Colmena 2 15. 0.66 3.70 75.
Brasileño, modified 54. 1.13 9.80 71.
Mark V(2) 33. 3.15 4.70 90.
El barro Colmena 3 16. 0.17 4.10 74.
Solo Drum 1.80 0.18 1.95 195.
La tierra Mound 3.70 -- 2.35 114.
(* El coste de )Wood US$8.30/stere; (* * el rate de )Interest es 15%; (* * * )Labor es
US$0.40/man-hr.
La referencia (72) . Also ven (72) para los datos en 12 otros tipos de hornos.
MESA 13
La Energía de Exigió Transportar Madera y Carbón de leña
Factor el Wood Carbón de leña
El gravity volumétrico asumido 0.7 0.33(a)
El density del embalaje supuesto 0.7 0.7 (el b)
El gravity volumétrico eficaz 0.49 0.23
La energía satisfecho por truckload 390. GJ (* ) 345. GJ (EL C)
Pese por el truckload 24.5 MT (* * ) 11.5 MT (el d)
Transporte la energía por camión-km 35.3MJ/km 29.1 MJ/km
Transporte la energía por el km/energy
satisfecho de load 91x[10.sup.-6] 84x[10.sup-6]
(* )GJ es un gigajoule o 1 mil millones julios; (* * )MT es una tonelada métrica, 1000 kg,
un) Based en (14).
el b) Para madera basada adelante (13). El carbón de leña puede tener un embalaje superior o más bajo
Densidad de que depende de su tamaño y si o no se empaqueta para
transportan. que normalmente se empaqueta para el transporte.
el c) Assumed el valor calorífico para madera, 16 MJ/kg; el carbón de leña, 30 MJ/kg,;
ambos incluso la humedad.
el d) Based en un volumen de la carga útil de 50 [m.sup.3] . que Esto está menos de una norma
El tractor remolque, pero era escogido para permanecer dentro de los límites
de la correlación de peso para transportar la energía, todavía corresponda
al caso para la mayoría de los países en desarrollo de volumen limitó el transporte
para madera o carbón de leña.
TABLE 14
El costes de transportes de de Madera y Carbón de leña
El Por ciento de de Total
El Wood Carbón de leña
Labor y dirección 12% 12% (un)
Fuel 18 15 (el b)
El Mantenimiento de y reparación 40 30 (el c)
Licenses y dobla 1 1
La Vehículo depreciación 42 42
el coste de Total 113 100
La Energía de arrastró 113 100 (el b)
un) De la referencia (75) usando el carbón de leña como la línea de fondo.
el b) De Mesa 21.
el c) Estimated de la referencia (75) los datos en la depreciación del neumático y
vehículo reparación cargos que asumen que éstos el aumento del coste proporcionalmente
al peso del vehículo total.
Cuando éstos el coste es considerado, Mesa 14, el cost de arrastrar la energía,
si en la forma de madera o carbón de leña, es casi idéntico. En
practique, factores como el tamaño del vehículo, labor y coste de combustible, parte-carga o
el parte de atrás-tirón de género, y muchos otros complicarán este análisis.
Cuando el coste de la producción es incluido, el carbón de leña es más caro que
el combustible. Éstos el coste se refleja en sus precios relativos: el precio
por GJ de carbón de leña eso es típicamente dos veces de combustible (76).
La Demanda del carbón de leña
A pesar de su precio superior, el carbón de leña es un combustible muy popular, particularmente en
áreas urbanas dónde las personas tienen un dinero en efectivo income. según un 1970 informe
de Thailandia, 90% del corte de madera para los mercados urbanos eran reconstruidos en
el carbón de leña (34) . En Tanzanía que la figura es 76%, con 10-15% de toda la madera
el corte convirtió al carbón de leña (40,59) . En Senegal, 15% de todo el corte de madera son
convertido al carbón de leña para Dakar solo, transportó a Dakar de hasta donde
600 km lejos, y usó allí por 90% de las casas a un rate de 100
kg/person-año (77,78) . En Kenya, 35% del corte de madera se convierten a
el carbón de leña (24).
Aunque las estufas del carbón de leña tradicionales tienen una eficacia (15-25%) un poco
superior que el fuego de madera abierto (15-19%), esto no compensa para el
la pérdida de energía drástica en la conversión inicial de madera (79,80).
Hay una variedad de razones por esta popularidad a pesar del cost alto y
la energía inefficiency. Unlike algunas especies de madera como que deben usarse dentro de
pequeño como al mes de secado para evitar las pérdidas significantes a las termitas,
el carbón de leña es impenetrable al ataque del insecto (21) . que puede, por consiguiente, es
por ejemplo, preparó lejos por adelantado de la estación lluviosa cuando otros combustibles
es más aun unavailable. importante es ese carbón de leña es un muy conveniente
alimente al Carbón de leña de use. es casi sin humo. Pueden hacerse los Cocinando dentro
en el consuelo del pariente sin teñir de negro las paredes con el hollín. las ollas Metales
quédese relativamente limpie, y no hay irritación de humo a ojos o pulmones.
Aunque puede haber un rendimiento alto de monóxido de carbono peligroso que es
un riesgo contra la salud en las cocinas ventiladas malamente, esto no causa como
la incomodidad obvia al user. Additionally, una vez se enciende, un carbón de leña
el fuego necesita la atención extensa pequeña del cocinero, mientras un fuego de madera
requiere ajustando frecuente del combustible.
El buena gana de moradores urbanos para comprar el carbón de leña caro debe
así anime a diseñadores de estufas mejoradas que están intentando eliminar
fume, alivie el trabajo pesado de cocinar, y más allá reduzca el coste de combustible.
Al mismo tiempo, debe servir como una advertencia a aquéllos que prestan la atención
sólo para alimentar la eficacia.
El carbón de leña también se usa extensivamente commercially. En Brasil, unos 19,
se usaron millones dado metros cúbicos de carbón de leña durante 1983 para producir el cerdo
planche, 2.5 millón fue usado para producir el cemento, y 600,000 se usaron para
la metalurgia. Overall, aproximadamente 18% de la energía usaron en el acero brasileño
la industria es aproximadamente de charcoal. 17% de este carbón de leña se generó de
las plantaciones (43,67,82).
Se comercian cantidades grandes de carbón de leña internacionalmente también. En 1981,
Indonesia, Thailandia, y los Filipinas cada uno exportó 44-49 mil
las toneladas de charcoal. los importadores Grandes incluyen Japón, con 52,000 toneladas,
y Hong Kong, con 23,000 toneladas (65).
LOS IMPACTOS MEDIOAMBIENTALES
Hay deforestación rápida y creciente ahora alrededor del mundo. El
UNFAO (5,83) ha estimado el total la deforestación global anual a las aproximadamente 11.3
millones dado hectáreas (Mesa 15) . Otros lo han estimado para ser tan alto como 20
millones dado hectáreas y más por año (7) . Entre las causas son lo siguiente.
Cambiando la agricultura daña o destruye 0.6% aproximadamente de tropical
el forestland anualmente y accounts para unos 70% de pérdida del bosque en Africa
(84). Opening el pastureland para crecer la carne anualmente para la exportación aclara unos 2
millones dado hectáreas por año en América Latina (85-87) . la madera Comercial
los funcionamientos aclaran aproximadamente anualmente 0.2% de forestland tropical (84), y
los vías de acceso de madera abren las áreas a granjeros que llevan a adicional
la degradación (87) . La Costa De marfil, por ejemplo, está perdiendo unos 6.5% de su
los bosques anualmente (5,83) . Finally, el quemando desenfrenado se cree
responsable de la creación de mucho del savannah del mundo y prado
(1,88,89). los Tales brushfires en los prados africanos queman más de 80
millones dado toneladas de forraje anualmente, volatilización de la causa de nitrógeno orgánico,
y permite lixiviación excesiva de valiosas sales (90) . que Esto puede ser particularmente
dañando en mucho del Sahel dónde el crecimiento ya es fuertemente
limitado por las cantidades disponibles pequeñas de nitrógeno y fósforo (91).
El uso de presiones de aumentos de combustible en la biomasa del bosque y puede llevar a
la deforestación local (12,88), particularmente en las regiones arida alrededor de urbano
áreas dónde la demanda es alta y los rates de crecimiento de biomasa son low. Generally,
los granjeros de subsistencia rurales causan el daño relativamente pequeño a los bosques como
ellos toman sólo miembros pequeños, etc., y éstos a menudo del hedgerows o de
cerca de su farmlands. por ejemplo, en Kenya, árboles fuera del bosque
proporcione medio la demanda de madera (37); en Thailandia en 1972, 57% de la madera
consumido vino de fuera de los bosques (40) . En el contraste, comercial
el combustible y funcionamientos del carbón de leña, iguale relativamente en pequeña escala, el corte,
los árboles enteros y puede dañar o puede destruir áreas grandes de bosque.
Entre los impactos potenciales de deforestación es la corrosión, mientras inundando,
los cambios climáticos, desetización, y escaseces de combustible (92-94). Essentially
ninguna tierra o la lluvia está perdida de las áreas naturalmente arboladas. However,
cuando obliga a refugiarse en un árbol la tapa es las cantidades alejadas, macizas de tierra pueden lavarse lejos como
la lluvia fluye por los Dimensiones de surface. en Tanzanía indicó
que arriba a la mitad la lluvia estaba perdida como correr-fuera de del barbecho desnudo (3.5[degrees]
la cuesta), llevando unos 70 tonnes/ha de tierra con él (95). los impactos Similares
ha sido en otra parte nombrado (5,81,87,88,96,97).
La corrosión estrangula canales río abajo y depósitos con el cieno, mientras haciéndolos
incluso menos capaz de manejo los volúmenes aumentados de funcionamiento de agua
directamente fuera de las divisoria de aguas (2,7) . En 1982, diluvio y daño de corrosión debido
a aclarar los bosques de India sumar $20 mil millones encima de se estimó el
antes de 20 years. Esta estimación incluyó pérdida de capa superior del suelo, pérdida de
la propiedad a los diluvios, y acortó las vidas del depósito (5). Other estima
ponga el gastos directos de reparar el daño de diluvio a más de $250
millón por año (98) . UNA revisión general de este problema en India se da
en la referencia (99).
Como el dos terceros de toda la lluvia se genera de humedad bombeada atrás en
la atmósfera por la vegetación, la deforestación puede causar serio climático
el cambio (1,100) . El poder reflectante de la superficie también se cambia y se afecta
el clima (1) . sin obscurecer, las temperaturas de la tierra suben dramáticamente y lata
grandemente reduzca la actividad biológica vital en la tierra (87,101).
La deforestación siguiente, sobreapacentamiento y pisoteo pueden destruir rápidamente el
el césped layer. Sin la protección de tapa molida, la tierra recibe
la fuerza llena de golpear las gotas de lluvia, trayendo las partículas de arcilla al
la superficie y causando superficie endureciendo y sellando que las semillas no pueden
penetre (102,103) . El resultado del extremo es a menudo desertification. Durante el
el pasado cincuenta años, un estimó 65 millones dado hectáreas de una vez tierra productiva
se ha perdido para abandonar exclusivamente a lo largo del borde del sur del Sahara así
(104,105). se dan datos Adicionales para Africa en las referencias (90,106).
Cuando los recursos del bosque están perdidos, si a la agricultura, enmadere, fuegos del cepillo,
o se obligan cada vez más a los lugareños a que usen la más bajo calidad como el combustible,
los combustibles como las basuras de la cosecha y estiércol para satisfacer sus necesidades mínimas por cocinar
y otro purposes. Globally, un estimó 150 a 400 millones dado toneladas de
el estiércol de la vaca se quema annually. ahora El quemando de cada tonelada de estiércol
las basuras bastantes nutrientes potencialmente para producir un 50 kg adicional de
el grano. que El estiércol de la vaca ahora quemado en India gasta a que los nutrientes igualan más
que un tercio del fertilizante químico usaron (7).
El uso creciente de residuos agrícolas para el combustible puede causar el daño serio
a soils. la materia Orgánica en las tierras proporciona la mayoría del nitrógeno y azufre
y tanto como la mitad el fósforo necesitó por plants. aumenta el
la capacidad de intercambio de catión de la tierra, ligando los minerales importantes como,
el magnesio, calcio, potasio y amonio que se lixiviarían por otra parte
lejos. Él los pulidores el pH de tierras, y mejora la retención de agua y
otras características físicas (151).
MESA 15
Estimated el Promedio Rate Anual de Deforestación de
los Bosques Tropicales, 1980-1985, en Millones de Hectáreas,
y Por ciento de Bosque del Lugar Total
Tropical el Tropical Total Tropical
La categoría América Africa Asia (76 países)
El forest cerrado 4339 1331 1826 7496
(0.64%) (0.62%) (0.60% ) (0.62%)
El forest abierto 1272 2345 10 3807
(0.59%) (0.48%) (0.61% ) (0.52%)
Todo el forests 5611 3676 2016 11303
(0.63%) (0.52%) (0.60% ) (0.58%)
La referencia (31)
La destrucción de bosques también puede tener las consecuencias serias por lo que se refiere a
la pérdida de recursos genéticos, pérdida de potencial los nuevos productos médicos, y
otros. Éstos se repasan en la referencia (5).
El quemando de combustibles de la biomasa tiene los impactos medioambientales serios debido al
los humos soltaron (107-112) . Aunque ha habido numeroso anecdótico
los accounts de salud enferma asociaron con la combustión de la biomasa interior, sólo,
recientemente tenga estudios científicos sistemáticos del problema empezados (112).
Los resultados indican eso a la fecha en casas del pueblo, la concentración interior de
el monóxido de carbono, partículas, e hidrocarburos pueden ser 10-100 y más
tiempos superior que la Organización Mundial de la Salud (QUIÉN) las Normas (111).
Más allá, cocineros que usan la biomasa tradicional las estufas ardientes pueden exponerse a
mucho más monóxido de carbono, formaldehído, el benzo(a)pyrene carcinogénico, y
otro tóxico y los compuestos carcinogénicos que incluso los fumadores del cigarro pesados.
De esto se espera que el humo es un factor significante en el mala salud
en countries. en vías de desarrollo Las enfermedades implicaron el rango del bronchiolitis
y bronconeumonía al pulmonale del cor crónico a las varias formas de cáncer
(110,111). Indeed, el QUIÉN ahora cita la enfermedad respiratoria como el más grande
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la causa de mortalidad en los países en desarrollo (112) la Mesa de . 16 aire de las listas
la emisión de polución factoriza para una variedad de combustibles y systems de la combustión.
Reduciendo y controlar la exposición a las emisiones de combustible de biomasa deben ser un
la consideración primaria en cualquier estufa program. que la información Extensa es
disponible del Centro del Este-Oeste (el Apéndice J).
LAS ECONOMÍA AND POLÍTICA OPCIONES
La escasez de combustible creciente tiene una variedad de impactos económicos en ambos
los moradores rurales y urbanos, la fuerza de trabajo rural, y la economía nacional.
Para el morador de subsistencia rural, vaciamiento de recursos de combustible locales
medios que forrajean más mucho tiempo en la vida times. There son numerosas estimaciones de éstos
tiempos que van tan alto como 200-300 días de la persona por año por la casa en
Nepal o 7% de toda la labor (22,46,98) y el rates obrero similarmente alto en
Tanzanía (59) y otros países (99) . el correlaciones relacionando Aproximado
la distancia forrajeando a la densidad de la población local se desarrolla fácilmente por
igualando el medio consumo por una población al área requirieron a
proporcione un rendimiento sostenido, así desplegado en la nota (114) . que UN segundo ejemplo es
cedido la referencia (115) . En las regiones arida con un rate de crecimiento de biomasa bajos un
el pueblo de como algunos como 500-1000 las personas pueden usar todo el combustible arriba dentro de un
el distance. Forrajear ambulante también es el trabajo pesado; en Burkina Faso, típico
los headloads pesan 27 kg (113).
Cuando madera se pone escasa, la cosecha gasta y el estiércol es los lugareños sólo
la alternativa; no hay ningún dinero en efectivo para los combustibles comerciales, ni hace el a largo plazo
el coste medioambiental de usar las basuras agrícolas pesa más que su inmediato
el valor como fuel. En India, se ha estimado que una tonelada de estiércol de la vaca
aplicado a los campos produciría el valor de producción de grano aumentado
US$8, pero si quemó eliminaría la necesidad por la leña valor $27 en el
el mercado (116,117). Algunos han sostenido esa deuda a la eficacia relativamente baja
de vaca - el estiércol proporcionando los nutrientes como el nitrógeno, fósforo,
el potasio, y cinc a la tierra en una forma del useable, tiene bien el sentido
para quemarlo (117) . Esto, sin embargo, ignora otras contribuciones importantes de
los materiales orgánicos para ensuciar la fertilidad (151).
Con un valor de mercado alto para la biomasa alimenta, el pobres y landless son
el acceso a veces negado a sus fuentes de combustible tradicionales (118). que tiene
incluso se informado que obreros de la granja en Haryana, India, anteriormente pagó
los sueldos del dinero en efectivo, a veces se paga en cambio residuos de la cosecha ser usado para el combustible
(99)--combustible que ellos recibieron gratuitamente previamente.
En el contraste, los moradores urbanos tienen a menudo ningún selecto pero para comprar su
el combustible. Again, hay numerosas estimaciones de la carga financiera esto
impone yendo arriba a tan alto como 30% de ingreso de la familia total en Ouagadougou
(34), a 40% en Tanzanía (39), a casi medio en Bujumbura, Burundi (36).
Durante los años setenta los cost de madera y carbón de leña aumentaron a un rate de 1-2%
por año más rápido que otro género (76) . Due a su subida del precio rápida
durante los años setenta, los combustibles fósiles no son a menudo las alternativas viables. En
Malawi, el uso de querosén rechazó 24% entre 1973 y 1976, según se alega,
debido a los precios superiores (34) . Otros han notado los impactos similares (71).
El uso de combustibles tradicionales es importante estimulando el rural
la economía. El valor de combustible y carbón de leña excede 10% de la Totalidad
El Producto doméstico en los países como Burkina Faso, Etiopía, y Ruanda,
y excede 5% en Liberia, Indonesia, Zaire, Malí, y Haití (76). Esto
las bombas las cantidades grandes de dinero en efectivo en la economía rural y proporciona mucho
el empleo necesitado a los campesinos (Mesa 17) . para proporcionar Ouagadougou con
por ejemplo, madera durante 1975 requirió unos 325,000 persona-días de labor
y generó encima de $500,000 directamente en el ingreso y un adicional $2.5
millón en el ingreso a través del transporte y distribución (34). En Uganda, un
estimado se producen 16 toneladas de carbón de leña por persona-año (13). Other
se dan las estimaciones en Mesa 18 y referencias (71,72) . En muchos países,
las personas en las áreas más pobres dónde las condiciones no permiten
la expansión de cosecha o producción del animal y la vegetación leñosa natural es
el único recurso, dependa pesadamente de las ventas de leña para su ingreso
(34,99). que el programa Cualquier se pone en sitio para reunir la escasez de combustible,
será necesario tener en cuenta los impactos del empleo.
Las alternativas
Para reunir la escasez de combustible creciente (Mesa 9), los gobiernos podrían importar
los combustibles fósiles como un suplente; la planta los árboles rápido-crecientes y mejora el
la dirección de bosques existentes; y desarrolla más combustible las estufas eficaces y
otro equipo del woodburning, entre otros acción.
Si cada persona que usa el combustible ahora cambiara al petróleo basó los combustibles, el
el consumo adicional sería simplemente 3.5% de 1983 rendimiento de aceite mundial. El
el cost de querosén y gas licuado de petróleo (GPL) para todo las necesidades familiares
sea 15% de exportaciones de la mercancía totales o menos para Kenya, Thailandia,
Zimbabwe, y muchos otro countries. los combustibles Importador por cocinar pueden entonces
sea una contestación importante en las tales áreas (152).
En el contraste, para Níger, Burundi, y otros, un interruptor a los combustibles de petróleo,
para las necesidades de energía familiares absorbería casi todos exportación de la mercancía
las gananciases (152) los Esfuerzos de . por estimular uso de gas del butano a través de los subsidios
ha empezado en el Oeste Africa pero ha demostrado ser una carga fuertemente financiera
(34,119). There también es evidencia que los tales subsidios benefician el adinerado
mucho más que el poor. En el Oeste Sumatra en 1976, el más pobre 40% del
la población usó sólo 20% del querosén aunque era pesadamente
subvencionado (58) . Yet sin los tales subsidios, los combustibles de petróleo son el más allá
el alcance del poor. En estas áreas, se necesitan otros acción.
Como una segunda contestación, las plantaciones de rápido-crecer las especies del árbol pueden ser
desarrollado para proporcionar el combustible (123-126) . los datos Extensos en las especies, su
los modelos de crecimiento, y sus usos se dan en las referencias (5,12,102,123,124)
Las agencias del donador están gastando unos $100 millón ahora por año la silvicultura encendida
los proyectos (116), y el fondo grande adicional se proporciona por el nacional
los gobiernos themselves. que La NACIÓN UNIDAS, sin embargo, ha estimado que $1 mil millones
por año se necesita satisfacer las necesidades mínimas del año 2000 cuando un
la escasez de aproximadamente 1 mil millones metros cúbicos por año se espera sin
la intervención (6) . para guardar esta suma en la perspectiva, sin embargo, debe ser
comparado a los $130 mil millones por año necesitado para todo el sector de energía
el desarrollo en los países en desarrollo (154).
MESA 17
Breakdown de Combustible los Factores de Cost para Niamey, Níger
$US/TONNE (*)
Labor por cortar, atando, y
que arrastra al camino (el price) 8.30 a la orilla del camino
Labor para el loading/unloading 2.80
Transport el permiso .35
Transport 5.30
Cutting el permiso 5.50
Profit 5.50
Total $27.75
La Referencia de (121); (*) Asume 450 CFA/US $
MESA 18
Labor los Requisitos para la Producción de Combustible del Bosque
Persona-days/Hectare, Uganda
El Maximum Mínimo
FUELWOOD 120 50
El Carbón de leña de (el kilns) portátil 210 88
El Carbón de leña de (los hornos de tierra) 308 128
La referencia (38)
Las plantaciones pueden proporcionar el empleo rural (115) de unos 150-500 persona-days/hectare
durante los primeros tres años y casi dos veces esa cantidad
durante segar la mies (127) . Additionally, plantaciones y plantando los árboles
generalmente pueda proporcionar benefits. medioambiental muy importante Entre éstos
está estabilizando y está protegiendo las tierras del viento y corrosión de agua, proporcionando,
protección a los pájaros (qué puede comer cosecha-destruyendo los insectos--o
las propias cosechas) y otros animales, y proporcionando la tierra importante
los nutrientes. Éstos se repasan en (155).
Las plantaciones de Monocropping, sin embargo, ignoran el muchos non-fuel tradicional
los usos de bosques como la comida, fibra, las medicinas, y otros (128). Algunos
las especies rápido-crecientes como el Eucalipto, aunque productivo y robusto, pueda
también vacíe el agua subterránea proporciona y tierras, sea incomible como el ganado
dé forraje a, e impida el crecimiento de la cosecha vecino (5,99) . Para otras especies,
sin embargo, los interplanting con las cosechas pueden ser que los valuable. Acacia albida pueden
el aumento rinde de mijo y sorgo por a a 3-4 veces arreglando el nitrógeno
y bombeando otros nutrientes de profundo dentro de la tierra. Additionally
proporciona cantidades grandes de forraje ganadero durante la estación seca
(102). Otras valiosas especies incluyen el Tamarisco, usado en Irán del sur,
para controlar la salinidad (129).
Algunos países han empezado a desarrollar las plantaciones sustanciales. Brasil, para
el ejemplo, ha plantado 5 millones dado hectáreas con éxito, principalmente rápido-creciente
El eucalipto, para el combustible y pulpa desde 1970 (67) . En el contraste, en Tanzanía,
un estimó se necesitaron 200,000 hectáreas de plantación en 1983 para encontrarse
las necesidades del país, pero sólo 7300 serían plantados (47) . Substantial
el progreso está siendo hecho, a pesar de a veces coste alto--encima de $1000 por
la hectárea en algunos lugares, rendimientos que a veces han estado lejano debajo de las expectativas
(127,130), y los numerosos otros problemas (5,99,116,125,131,132,155). En
por ejemplo, partes de Kenya que están estableciéndose los woodlots individuales ahora
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ampliamente (140) . En la Mesa se comparan 19 varios fósil y los combustibles renovables
en base a su cost y la actuación de las estufas usadas con
ellos. Como visto allí, el combustible es lejos menos caro que el petróleo basó
combustibles u otra energía renovable options. Aunque este cost son ventajoso para
disminuya en las regiones arida, probablemente será todavía significante.
Los woodlots del pueblo pueden reducir el cost de combustible más allá (el 157-LENGUAJE C de la Nota).
Así, madera será una fuente de la energía primaria en los países en desarrollo para el
el futuro previsible.
Como una tercera contestación, mejorando la eficacia con que los combustibles de la biomasa son
usado podría extender los recursos del bosque grandemente y a un cost muy bajos. En
este caso, los cost son ventajoso para de madera como un combustible cocción se vuelve más aun
claro (Mesa 19) . La importancia de los resultados mostrada en Mesa 19
no pueda ser overemphasized. No otro recurso de energía viene cerca del
los cost son ventajoso para de madera usada en el combustible las estufas eficaces. Certainly, como
los ingresos suben la limpieza y conveniencia de calidad superior alimenta tal
como el querosén, GPL, o etanol se pagará alegremente; pero esto no es ahora
una opción viable para muchos del poor. Thus del mundo, un esfuerzo significante
debe enfocarse en el desarrollo de estufas que queman madera, pero hace para que
limpiamente y seguramente, con la eficacia alta, y ese se controla fácilmente.
También pueden compararse los cost de ahorrar la energía usando una estufa mejorada
al cost de fuelwood. productor UNA casa típica de ocho personas
quién usa el combustible por cocinar en una estufa tradicional (el rendimiento térmico de
17%) a un rate de 300 watts/person aproximadamente 150 GJ de energía consumirá en
un dos-año period. Alternatively, si esta misma casa hiciera su
cocinando en dos $3 woodstoves del cauce-tipo mejorados que han observado
alimente economías de 30-40% en el campo (el rendimiento térmico de 30%, el Capítulo,
El V), ellos consumirían sólo 90-105 GJ encima de la vida del dos-año de éstos
las estufas. que Los ahorros de energía se lograrían a un cost de sólo $0.10-0.13/GJ
--un factor de 10 menos de que los cost de plantación produjeron
el combustible (Mesa 19) . que La energía necesitada producir estas estufas no hace
cambie este result. Currently, 0.022-0.027 GJ/kg se necesita producir
acere del mineral bruto y los nuevos procesos industriales podría reducir esto a
0.009-0.012 GJ/kg (136) . UNA estufa típica podría usar 2-3 kg de acero y
así les exige a 0.1 GJ que produzcan mientras salvando 25 GJ o más encima de su
la vida.
No se piensa que comparando estas opciones de esta manera sostiene eso
las estufas mejoradas son una suplente por plantar trees. Los dos se necesitan ahora
y los dos son componentes importantes de cualquier estrategia de energía de largo-término.
El cost de proporcionar el tal combustible las estufas eficaces a cada familia en la tierra
usando la biomasa ahora alimenta por cocinar estaría menos de un 1 GW típico
la planta de fuerza nuclear, todavía ahorre un poco de 10-20 veces tanta energía cada año como
el reactor produciría durante su vida entera (153). El plan,
la producción, y diseminación de económico, combustible las estufas de la biomasa eficaces
y otras tecnologías son los asuntos de lo siguiente capítulos.
EL CAPÍTULO III
EL PLAN DE LA ESTUFA
En este capítulo los principios físicos básicos de combustión y calor
el traslado se aplicará al plan de cookstoves que quema la biomasa cruda
los combustibles como madera y basuras agrícolas y pautas por mejorar
su eficacia será developed. que Estas pautas forman la base para
el desarrollo de favorablemente combustible stoves. eficaz que Éstos son, sin embargo,
las pautas only. para determinar los efectos con precisión en la actuación de
las varias modificaciones del plan y perfeccionar un plan requiere esmerado
el testing como descrito en el Capítulo V. La combustión real y transferencia de calor
procesos que ocurren en una estufa son demasiado complicados, demasiado muy interdependientes,
y demasiado inconstante planear y predecir easily. Testing son un imperativo.
Para empezar entendiendo cómo mejorar la actuación de una estufa, ambos el
los límites teóricos así como los límites prácticos actuales a la estufa
la actuación debe ser understood. que Los límites teóricos se examinan primero.
Por ejemplo, considere arroz cocción o porridge. así desplegado en Mesa 1,
calentando las cantidades apropiadas de grano seco y riega a hervir y
induciendo las reacciones química necesarias requiere, en este caso ideal,
el equivalente de aproximadamente 18 gramos de madera por el kilogramo de comida cocinada. Yet,
las pruebas cocción controladas con el fuego abierto han requerido unos 268 gramos
de madera por el kilogramo de comida cocinada e iguala las estufas metales mejoradas tienen
usado unos 160 gramos--nueve veces el requisito teórico. (el V del Capítulo
y referencia 2).
Determinar donde el resto de esta energía está perdido requiere detallado
el trabajo experimental, incluso las monitoreo estufa pared temperaturas, el gas de chimenea
las temperaturas y volúmenes, y emisiones, y sólo se ha hecho en unos
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las causas especiales (3-5) . debajo de que Algunos de éstos se esbozan en Figura 1.
MESA 1
La Energía de Requirió Por Cocinar
la Temperature Energía Específica Required el Madera Equivalente Total
Heat para Químico Cocción (los gramos)
La comida el kJ/kg[degrees]C de Change [el degrees]C la Reactions Energía por el kg la Comida
El kJ/kg de kJ/kg Cooked
El de arroz 1.76-1.84 80 172 330 (*) 18
Muela 1.80-1.88 80 172 330 (*) 18
Las lentejas 1.84 80 172 330 (* ) 18
La carne 2.01-3.89 80-- 160-310 9-17
Las patatas 3.51 80-- 280 16
Las verduras 3.89 80 -- 310 17
(*) Esto incluye el agua suficiente por cocinar pero ninguno para la evaporación
(* *) Para madera con un valor calorífico de 18 MJ/kg.
Las referencias (1,3).
De estos balances de caldeo, pueden hacerse varias observaciones.
o Generally que la pérdida más grande, 14-42% de la energía de la entrada, está por el golpe
La conducción de en y a través del walls. En las estufas macizas
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La estufa de (la libra de la Figura) se dirige a través de y perdido del exterior
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aparecen.
o La pérdida de energía en el accounts del gas de chimenea caliente para unos 22-39% del
suman la entrada al woodstove. que La eficacia de energía de una estufa puede ser
aumentó dramáticamente haciendo uso de la energía en este gas de chimenea caliente
a través de la transferencia de calor del convective mejorada a la olla.
o Aunque no explícitamente detalló en Figura 1a, en los fuegos abiertos radiante
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La transferencia de calor de es el mecanismo para el dos terceros de la transferencia de calor a
la olla y no puede aumentarse grandemente (7).
o Las pérdidas de energía debido a la combustión incompleta es relativamente pequeño,
típicamente menos de 8% de la entrada energy. El problema mayor con
La combustión incompleta de es la emisión de monóxido de carbono venenoso y
Los hidrocarburos de --muchos de los cuales es tóxico, incluso carcinogénico (8).
o Typically medio la energía que entra en la olla está perdida en la forma de vapor
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Las pérdidas de también ocurren entrando esa energía en el pot. Eliminating esto
cuecen al vapor la pérdida controlando el fuego más cuidadosamente pudo, en el principio,
reducen el uso de energía total por la mitad. Similarly, pérdidas de calor del convective de
la superficie de la olla es bastante importante (Figura 1d) . Para la olla típica
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El pérdida rates de 700 W/[m.sup.2] (42,43), un 28-centímetro-diámetro la olla cilíndrica con
10-centímetro de expuesto al aire del ambiente perderá la energía al rate de 100 W.
Durante una hora, esto es enérgicamente equivalente a 20 gramos de madera.
FIGURE 1: Caliente los Balances En las Estufas Cocción
Figure 1a: El Fuego Abierto tradicional
Último Balance de Energía:
Gains:
8% absorbidos por el agua y comida
Las Pérdidas de :
10% perdidos por la evaporación de la olla
82% perdido al ambiente
La referencia (6)
Figure 1b: Dos metal de uninsulated de olla
la estufa de madera con la chimenea.
Último Balance de Energía:
Gains:
17.6% absorbidos por primera olla
10.3% absorbidos por segunda olla
el fragmento perdido por la evaporación
de las ollas es desconocido
Las Pérdidas de :
2% absorbidos por el cuerpo de la estufa
40.4% perdidos por la transmisión y radiación
del cuerpo de la estufa
22.2% perdido como la energía térmica en
Los gases de chimenea de
7.8% perdido debido a la combustión incompleta
La referencia (5)
Figure 1c: Dos olla la madera maciza
la estufa con la chimenea.
Último Balance de Energía:
Gains:
11.8% absorbidos por primera olla
3.6% absorbidos por segunda olla
Las Pérdidas de :
29.2% absorbidos por el cuerpo de la estufa
1.9% perdidos por la transmisión y radiación
del cuerpo de la estufa
39.0% perdido como la energía térmica en
Los gases de chimenea de
2.7% perdido debido a la combustión incompleta
11.8% unaccounted para
La referencia (5)
Figure 1d: Tres olla la madera masiva
la estufa con la chimenea.
Último Balance de Energía:
Gains:
6% absorbidos por el agua y comida
Las Pérdidas de :
4% perdidos por la evaporación de las ollas
2.1% perdido de las superficies de la olla
13.9% absorbidos por el cuerpo de la estufa
30.2% perdido como la energía térmica en
Los gases de chimenea de
1.1% perdido como el monóxido de carbono
1.9% perdido para evaporar la humedad en
alimentan
5.9% perdido como el calor latente de vaporización
de agua produjo
por la combustión
11.% perdido como el residuo del carbón de leña
La referencia (3)
Figure 1e: La estufa del carbón de leña tailandesa.
Último Balance de Energía:
Gains:
3.1% absorbidos por el agua y comida
Las Pérdidas de :
4.6% perdidos por la evaporación de la olla
0.2% perdió por la transmisión y
La radiación de de la tapa de la olla
13.0% absorbidos por el cuerpo de la estufa
1.3% perdidos por la transmisión y radiación
del cuerpo de la estufa
2.1% perdido como la energía térmica en
Los gases de chimenea de
0.7% perdido como la deuda del monóxido de carbono
a la combustión incompleta
75.% perdido en la conversión de
Madera de al carbón de leña
La referencia (4)
Mejorando la eficacia de combustible de una estufa así requiere la atención a un
el número de factors. diferente Entre éstos es:
El rendimiento de combustión de : para que tanto de la energía guardada en el combustible
como posible se suelta como el calor.
La transferencia de calor Eficacia: para que tanto del calor generado como
posible realmente se transfiere a los volúmenes del pot. Esto
incluye conductivo, el convective, y procesos de transferencia de calor de radiative.
Control la Eficacia: para que sólo tanto calor como se necesita cocinar el
La comida de se genera.
La Olla Eficacia: para que tanto del calor que alcanza los volúmenes
de la olla como los posibles restos allí para cocinar la comida.
Cooking la Eficacia del Proceso: para que como la energía pequeña como posible es
causaba que el physico-químico cambia el ocurring en la comida cocción.
La combustión y eficacias de la transferencia de calor se combinan a menudo para
la conveniencia y es entonces los termed el rendimiento térmico de la estufa. Cuando
ellos también se combinan con la eficacia del mando, los tres son juntos
el termed la estufa efficiency. las pruebas Diferentes miden las combinaciones diferentes
de estos factors. el agua de poder Alta las pruebas hirvientes, por ejemplo,
mida los efficiency. High/low termales impulsan el agua las pruebas hirvientes y
las pruebas cocción controladas son dos métodos diferentes de medir la estufa
la eficacia.
La eficacia de la transferencia de calor se discutirá primero por lo que se refiere al
conductivo, convective, y el radiative procesa la ida adelante en y alrededor del
la estufa. de que Estos procesos se esbozan en Figura 2. Los otros aspectos
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se discutirá la eficacia en turn. que Los apéndices documentan el texto en
el detalle y mantiene las referencias extensas más allá lectura.
LA CONDUCCIÓN
La temperatura de un sólido, el líquido, o el gas es qué rápidamente una medida del
los átomos y moléculas dentro de él son los moving: el más rápido ellos están moviendo el
más caliente la substancia is. En los gases y líquidos, la transferencia de calor conductiva
ocurre cuando las moléculas de velocidad altas chocan al azar con las moléculas más lentas,
dando por aquí a alguno de su energy. En, el calor es gradualmente
transferido de las regiones de temperatura superiores a aquéllos a las más bajo temperaturas.
Debido a su de baja densidad y el rate de la colisión bajo consecuente
entre las moléculas, los gases tienen una conductibilidad térmica baja. veneno
los aisladores abusan de esto entrampando millones de aire del miniscule
los bolsillos en una matriz de (muy poroso o esponjoso) el material: la mayoría de tal
los aisladores son air. de hecho El material sólido es allí sólo sostener el
el aire en sitio--para prevenir corrientes de aire que aumentaría el calor
transfiera rate. Thus, los tales aisladores pierden alguno de su valor aislando
si ellos están comprimidos que reduce el tamaño de los baches de aire o consigue
moje que las harturas los baches de aire con el agua de conductibilidad superior.
MESA 2
que la Propiedad Típica Valora a las 20[degrees]C
material la Densidad de Termal el calor específico de
La Conductibilidad de kg/[m.sup.3] J/kg[degrees]C
Metales W/m[degrees]C (*)
Los aceros de aleación de 35 (10-70) 7700-8000 450-480
Los sólidos no metálicos
Cement 0.8-1.4 1900-2300 880
Los aisladores
Fibra de vidrio de 0.04 200 670
Los Líquidos
Water 0.597 1000 4180
Los gases
Air 0.026 1.177 1000
(*) Vea el Apéndice I para la definición y conversión de unidades.
La referencia (9). Una mesa más completa se da en el Apéndice À.
En un sólido, el calor se dirige como más rápidamente átomos vibrantes excite y
acelere el rate de vibración de más despacio vecinos mudanza. Additionally,
en el calor de metales se dirige como los electrones libres con un movimiento de velocidad alto
de las regiones a una temperatura alta en las regiones a una más bajo temperatura
donde ellos chocan con y excitan atoms. En el general, conducción de calor por
los tales electrones son mucho más eficaz que que el átomos excitando adyacente
cada other. Por esta razón, metales (qué electricidad de la conducta) tiene mucho
superior las conductibilidades térmica que eléctricamente los sólidos aislantes.
Una mesa breve de conductibilidades térmica y otros factores se presenta en
La Mesa 2 above. Los punto simplemente hecho sobre la conductibilidad baja de gases,
la conductibilidad alta de metales, y aisladores de calidad que son principalmente aéreo
(el aviso el de baja densidad) puede verse claramente en esta mesa.
La conductibilidad térmica interesada
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La conductibilidad térmica de una lata del objeto
se exprese aproximadamente por la ecuación
KA([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
LA Q DE =--------------------------- (1)
S
donde la Q es el rate de transferencia de calor, el kilo es
la conductibilidad térmica del material,
Un es el área, el s es el espesor del
objete por que el calor está dirigiéndose,
y ([T.sub.1-[T.sub.2]) es la diferencia de temperatura
entre el sides. Thus caliente y frío, nosotros vemos que si el plato es
grande y delgado (A/s grande) los rate de tranfer de calor serán grandes. Si el
el plato es pequeño en el área y espeso, más como una vara (A/s pequeño), el rate de
la transferencia de calor también será small. con que La transferencia de calor varía directamente
la conductibilidad térmica y la temperatura diferencian por el objeto
(El Apéndice A).
Sin embargo, usando esta ecuación solo para la transferencia de calor por una estufa
la pared llevaría a valor que también son muchas veces large. La transferencia de calor
en y fuera de un objeto depende de las conductibilidades a y del
las superficies así como la conductibilidad dentro del propio objeto (el Apéndice
Un). En algunos casos, suciedad o capas del óxido pueden reducir la transferencia de calor
por la superficie; en otros casos, el aire a la propia superficie significativamente
reduce el calor entonces transfer. Taking esto en el account da
A([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
LA Q DE =------------------------
1 S 1
- + - + -
[H.SUB.1] EL K DE [H.SUB.2] (2)
donde [h.sub.1] y [h.sub.2] es los coeficientes de transferencia de calor de superficie internos y exteriores
(El B del Apéndice) . los valor Típicos para la h todavía son 5 W/[m.sup.2][degrees]C en airee a encima de 15
W/[m.sup.2][degrees]C en un 3 m/s moderados wind. El inverso valora 1/h y s/k son el
las resistencias a calor termales transfer. los valor Típicos del termal
las resistencias (el s/k) para las paredes de la estufa diferentes 0.0000286 son [m.sup.2][degrees]C/W para 1-mm-espeso
acere, 0.04 [m.sup.2][degrees]C/W para la arcilla disparada 2-centímetro-espesa, y 0.10 [m.sup.2][degrees]C/W para un
Wall. concreto 10-centímetro-espeso En el contraste, la resistencia termal del aire
a la superficie de la pared de la estufa (1/h) es 0.2 [m.sup.2][degrees]C/W porque todavía airea y
0.0667 [m.sup.2][degrees]C/W para un 3 m/s wind. a que Estos valor deben doblarse entonces
account para el interior y fuera de las superficies.
Así, es la resistencia de la superficie, no el traslado de la resistencia a calor de
el propio material, que principalmente determina el rate de pérdida de calor
a través de la estufa wall. Esto es verdad hasta la conductibilidad muy baja (alto
la resistencia termal) se usan materiales como el aislamiento de fibra de vidrio.
Por ejemplo, fibra de vidrio tiene una resistencia termal (1/k) típicamente aproximadamente 25
m[degrees]C/W o, para un forro 4-centímetro-espeso, una resistencia total (el s/k) de sobre mí
[m.sup.2][degrees]C/W. En este caso el aislamiento, no la resistencia de la superficie,
las capas aéreas, es el primero determinante del rate de la estufa de pérdida de calor.
Los rate del régimen estacionario de pérdida de calor a través de una pared de la estufa metal pueden ser ahora
crudamente estimated. Si la pared tiene una área de 1mx0.2m-0.2[m.sup.2], una temperatura
la diferencia de 500[degrees]C entre el interior y fuera de, y está en todavía aire
(.2)(500)
La Q de =------------------------ = 250 vatios
(.2) + (0.0000286) + (.2)
Si la resistencia de la capa isoterma de la superficie de aire hubiera sido ignorada, un
el rate de pérdida de calor 14,000 veces mayor habría sido calculado--un
el valor absurdamente grande.
La transferencia de calor conductiva también lleva el calor a través de la olla a sus volúmenes.
La conductibilidad alta las ollas aluminias pueden ahorrar energía comparada a la arcilla
las ollas porque ellos dirigen el calor del fuego más prontamente a la comida.
Al mismo tiempo, sin embargo, las ollas aluminias sufrirán la pérdida de calor mayor
que las ollas de arcilla del interior caluroso a las porciones del exterior expuesto
al ambiente frío air. a que podrían aislarse Estas porciones de la olla
reduzca este calor loss. El coeficiente de la transferencia de calor global de aluminio
se han estimado las ollas para ser aproximadamente 18 W/[m.sup.2][degrees]C comparó a 9.7 W/[m.sup.2][degrees]C para
las ollas de arcilla (3,10) . En las pruebas cocción controladas con las ollas aluminias, combustible
los ahorros eran aproximadamente 45% (3) comparó a usar pots. Coating de arcilla aluminio
las ollas con el barro para proteger su brillo, o permitiendo una capa espesa de hollín a
construya arriba por fuera reduzca la eficacia de energía de las ollas y debe ser
descorazonado. En la suma a su actuación alta y facilidad de cocineros del uso
prefiera las ollas aluminias porque, ollas de arcilla disparadas tradicionales diferentes, ellos,
no legue break. En un muy pocos años la producción y uso de ollas aluminias
ha extendido ampliamente en muchos países en desarrollo.
El Almacenamiento Termal calculando
Otro factor de importancia en los cálculos de la transferencia de calor conductivos es
la habilidad de un material dado guardar la energía térmica, moderado como su
heat. específico El calor específico de un material es la cantidad de energía
exigido levantar la temperatura de 1 kg de su masa por 1[degrees]C. Para un dado
objete, el cambio en el calor total guardado se da entonces por
DE - [MC.SUB.P](DT) (3)
donde el MEGA es la masa del objeto, [C.sub.p] es su calor específico, y (el dT) es su
cambie en temperature. Thus, si la pared de un 3 kg aumentos de la estufa metales
por 380[degrees]C durante el uso, el cambio en energía guardada en su pared está
DE = (3kg)(480Ws/kg[degrees]C)(380[degrees]C) = 547200 W o 547.2 kJ
Así, la conductibilidad térmica lleva l