BIOMASSA FOGÕES: ENGINEERING DESÍGNIO,
DESENVOLVIMENTO DE , E DISSEMMINATION


Por

Samuel F. Baldwin
Princeton Universidade


Support para a publicação de
pelo que este volume foi provido
o General de Diretório
para Cooperação de Desenvolvimento
Ministério de de relações exterior
Governo de do Países Baixos


VITA
1600 Bulevar de Wilson, Apartamento 500,
ARLINGTON, VIRGNIA 22209 E.U.A.
TEL: 703/276-1800. Fac-símile: 703/243-1865
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Princeton Universidade
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Fogões de biomassa

Direito autorais [sup.c] 1987 Voluntários em Ajuda Técnica
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Fabricada nos Estados Unidos de América.

Publicada por
VITA
1600 Bulevar de Wilson, Apartamento 500,
ARLINGTON, VIRGNIA 22209 E.U.A.

Biblioteca de Dados de Catalogar-em-publicação de Congresso

Baldwin, Samuel F., 1952 -
Biomassa fogões.

Bibliografia de : pág.
Includes índice.
1. Fogões de biomassa--Desígnio e construção.
2. Energia de biomassa--países em desenvolvimento. 3. Fuelwood--
Conservação de --países em desenvolvimento. EU. Título
TH7436.5.B35 1987 683 ' .88 87-6107
ISBN 0-86619-274-3

Para minha irmã, Hannah


RECONHECIMENTOS

O trabalho apresentado neste volume começou em África Ocidental, debaixo dos patrocínios,
de um projeto a longo prazo implementado por Voluntários em Ajuda Técnica
(VITA) e o Comite Permanent Enterrar-etats de Lutte la de Contre Secheresse
LE DE DANS SAHEL (CILSS). Desde então, numerosas pessoas e organizações têm
ajudada a todo passo em seu desenvolvimento. Muitos dos contribuintes têm
cuidadosamente notável nas referências detalhadas e assim não será
here. However repetido, especial obrigado é devido o seguinte:

Para apoio financeiro enquanto na África: Agência de Estados Unidos para Internacional
Desenvolvimento e IBM-Europa.

Para apoio institucional enquanto na África: CILSS, OUAGADOUGOU; L'INSTITUT
Burkinabe de l'Energie (IBE), Ouagadougou; Missão Forestiere Allemand
(MFA), Ouagadougou; d'Energie de Laboratoire Solaire (LESO), Bamako; Centro
des Etudes et des Recherches des Energias Renouvelables (CERER), Dakar;
Associação de de Bois Feu, Marseille; le de aguaceiro de Associação des de Developpement
Energias en de Renouvelables Mauritanie (ADEREM), Nouakchott; Mundo de Igreja
Serviço (CWS), Niamey; Agência de Estados Unidos para Desenvolvimento Internacional
(USAID); e Estados Unidos Paz Corpo de exército.

Para apoio financeiro parcial no EUA: Recursos mundiais Instituem e
a Rockefeller Irmãos Fundação, A Fundação de Hewlett, o Centro,
para Energia e Estudos Ambientais de Universidade de Princeton, e VITA.

Para ilustrações e assistance: de gráficos Ellen Thomson, Thomas O.
Agans, e Mike Freeman.

Para editorial e assistance: de produção Julie Berman, Margaret Crouch,
Juleann Fallgatter, Maria Garth, e Jim Steward de VITA.

Para comentários de revisão e suggestions: Alfredo Behrens, Margaret Crouch,
Gautam Dutt, Eric Larson, Precipício Hurvich, Eric Hyman, Willett Kempton,
Robert Morgan, H.S. Mukunda, Tom Norton, Kirk Smith, Bob Williams, e
Timothy Wood.

Por prover equipamento esquadrinhando óptico: Charles Creesy de Princeton
Universidade.

Para preparação e apoio de publicação: A Fundação de Hewlett, o
Centro para Energia e Estudos Ambientais, e VITA.

Listando esses que ajudaram simplesmente, porém, não faz adequadamente
descreva o papel crítico que tantos jogou neste trabalho. O
original melhorou fogões projetam com CILSS começou em 1980 quando a IBM-Europa
VITA se aproximado com um pedido para projetar um programa com CILSS para o
pesquisa e desenvolvimento de fogões melhorados como um modo para combater desmatamento.
USAID depois contanto fundos continuem este programa indo. Era o
previsão e apoio sem vacilar destas duas organizações--a ajuda
agência e a corporação--isso permitiu este trabalho para acontecer nada.

Timothy Wood foi o primeiro Coordenador Técnico do VITA/CILSS
projeto de fogão melhorado e eram o trabalho bom dele organizando muitos do
projetos nacionais e começando o desenvolvimento de fogões de barro incendiados
que, em grande parte, pavimentou o modo para o trabalho descreveu aqui.

Seguindo minha chegada na África Ocidental como o segundo o Coordenador Técnico,
o trabalho descrito só foi tornado longe possível por ajuda acima e
além da chamada de dever por: Issoufou Ouedraogo, Georges Yameogo, Frédéric,
Yerbanga, e o Stephen e Cornelia Sepp em Burkina Faso; Yaya Sidibe,
Cheick Sanogo, e Terry Hart em Mali; Massaer Gueye, Lamine Diop, e
Susan Farnsworth no Senegal; Ralph Royer no Níger; Bill Phelan na Mauritânia;
e acima de tudo, Moulaye Diallo de CILSS e Sylvain Strasfogel de
Associação de de Bois Feu. Ao mesmo tempo, eu recebi apoio soberbo de
Paula Gubbins e Juleann Fallgatter a VITA headquarters. Muitos, muitos
outros também ajudaram significativamente e para eles eu não tenho que me desculpar para
especificamente citando os nomes deles/delas aqui.

Com meu retorno para os Estados Unidos eu continuei recebendo inestimável
ajuda de muitos sources. Entre esses listadas anterior, especial obrigado
é a Margaret Crouch devida, Gautam Dutt, Eric Larson, e Ellen Thomson. Em
particular, Margaret e Gautam proveram horas incontáveis de editorial
e ajuda de produção, e apoio incansável neste empenho longo.

Para todas estas pessoas eu dou para um thanks. sincero Esses enganos que
permaneça no texto é só e de alguma maneira meu permaneça apesar de todos o
ajuda editorial paciente que eu tenho received. Similarly, vários
ilustrações de mais baixa qualidade permanecem--elas estão devido a minha mão trêmula e
de alguma maneira permaneça apesar da ajuda profissional disponível para mim. EU
espere o leitor entenderá os temas subjacentes deste trabalho apesar de
estas faltas.

Eu também gostaria de agradecer minha irmã, Hannah, por me fazer atento primeiro de,
os problemas em countries. em desenvolvimento Este livro é testemunho para o
impacto profundo uma viagem simples para a visitar no Senegal em 1972 esteve usando
minha carreira.

Finalmente, eu gostaria de agradecer minha esposa, Emory, para o amor dela, paciência, e
entendendo durante os meses longos enquanto o que era pretendida que era um 50-página
relatório técnico se transformou em um livro de 300-página.

SAM BALDWIN
1986 de novembro


ÍNDICE DE

Reconhecimentos

Índice

EU. INTRODUÇÃO DE E AVALIAÇÃO

II. FUELWOOD, CARVÃO, DESMATAMENTO, E FOGÕES
FUELWOOD
Carvão de
Impactos Ambientais
Economias de e Opções de Política

III. DESÍGNIO DE FOGÃO
Condução de
Transmissão de
Radiação de
Combustão de
Outros Aspectos de Eficiência de Fogão

IV. FOGÃO CONSTRUÇÃO
Construção Opções
Modelo Desígnio: Fogões cilíndricos
Metal Fogão Produção
Fired Produção de Fogão de Barro

V. FOGÃO PROVA
Laboratório Testes
Controlled Testes de Arte culinária
Produção Testes
Campo Testes
Marketing Testes

VI. CARVÃO DE ABASTECEU SISTEMAS
Carvão Fogões
Fornos de Temperatura Altos

APÊNDICES

UM. Condução
B. Transmissão
C. Radiação
D. Combustão
E. Aqueça Exchangers
F. Análise financeira
G. Métodos estatísticos
H. Equipamento testando
EU. Unidades e Conversões
J. Instituições

NOTAS, REFERÊNCIAS, E LEITURA ADICIONAL

ÍNDICE

CAPÍTULO EU

INTRODUÇÃO E AVALIAÇÃO

Países em desenvolvimento estão sofrendo sério agora e crescentemente correnteza
desmatamento. além de degradação ambiental, perda de floresta
cobertura remove os recursos de energia de madeira em qual tradicional rural
economias são baseadas. Com respeito às escassezes crescentemente sérias,
programas para conservar fuelwood provêem e ampliar produção de fuelwood
multiplicou, mas freqüentemente foi ineficaz devido a uma falta de
entendendo das complexidades econômicas, políticas, sociais, e técnicas
destes problemas.

A intenção primária deste livro é solucionar alguns do técnico
problemas de conservar supply(1 de fuelwood) . Isto é terminado usando o
princípios de transferência de calor de engenharia moderna para redesenhar tradicional
tecnologias de energia. Como mostrada, este matrimônio improvável do moderno e
o tradicional é uma ferramenta poderosa por melhorar as vidas do Terço
Mundo é pobre.

O livro é dividido em duas partes, o texto e os apêndices técnicos.
O texto é escrito para generalists que precisa um qualitativo contudo detalhada
entendendo de desígnio de fogão e testando. Os apêndices são escritos para
especialistas que precisam de uma introdução à aplicação dos princípios
de combustão e transferência de calor para desígnio de fogão. As duas partes são combinadas
em um único volume para enfatizar a importância de técnico
análise para desígnio de fogão, desenvolvimento, e dissemination. em resumo, o
conteúdos são como segue.
______________________

(1) um volume de companheiro discute aspectos de política de usar energia de biomassa
recursos para desenvolvimento rural (1). Planejamento de programa de fogão e implementação
é discutida a comprimento em referência (2).

Capítulo II, Fuelwood, Carvão, e Desmatamento, revisões o papel de
fuelwood em sociedades tradicionais, e o ambiental, econômico, e
considerações de política de desmatamento crescente e fuelwood piorando
escassezes. Embora demanda de fuelwood não é uma causa primária de desmatamento
na balança global, pode aumentar pressões significativamente em
arborize recursos, particularmente ao redor áreas urbanas em regiões áridas, localmente
onde a demanda de fuelwood é grande e a produtividade de biomassa do
terra é em troca small., desmatamento coloca um enorme financeiro e
fardo físico em centenas de milhões das pessoas em países em desenvolvimento
como eles lutam obter materiais vitais de combustível com que cozinhar o deles/delas
comida e aquece as casas deles/delas.

Respostas para estes problemas poderiam incluir plantação de árvore programa, melhorou
administração de terra, ou a importação de combustíveis fósseis por cozinhar. Tudo de
estes podem ser componentes importantes de qualquer estratégia a longo prazo para se encontrar o
energia precisa de países em desenvolvimento (1) . Contudo em muitos rural e urbano
áreas não podem ser implementados tais programas rapidamente bastante ou também podem ser
caro superar o rapidamente déficits de fuelwood crescentes.

Melhorando a eficiência de energia de biomassa potencialmente fogões ardentes
ofertas uma alternativa altamente custo-efetiva por aliviar o fardo de comprar
abasteça por urbano pobre e colecionando combustível por rural pobre. Fogões melhores também
prometa saúde importante beneficia aos usuários deles/delas reduzindo fumaça
emissões. Finalmente, fogões podem aliviar pressões em florestas como também ajuda
mantenha produtividade de terra a longo prazo reduzindo a necessidade para queimar colheita
resíduos e esterco.

Capítulo III, Desígnio de Fogão, discute os aspectos técnicos de combustão
e transferência de calor como aplicado a melhorar biomassa cookstoves(2 ardente). O
são enfatizados pontos seguintes:

o Condução processa no fogão exija para o fogão ser como de peso leve
como possível minimizar calor armazenado nas paredes e, onde
possível, ser enfileirada com insulants de temperatura de peso leve, alto para
reduzem perda de calor ao exterior. O peso claro deles/delas e transportability fácil
permitem produção de massa centralizada com distribuição por
canais comerciais existentes ou produção de massa descentralizada com
Distribuição de por artesãos de setor informais.
______________________

(2) biomassa " como usado neste livro se refere para cru ou biomassa de unprocessed
combustíveis como madeira, desperdícios agrícolas, ou dung. em contraste, abastece tal
como carvão, ethanol, metanol e outros que são derivadas de cru
biomassa é termed " processaram combustíveis de biomassa ".

Cookstoves " (ou simplesmente " fogões ") recorre principalmente a fogões projetados para
aquecendo Usos de water. poderiam incluir doméstico, restaurante, ou institucional
arte culinária de balança (fervendo) ou aquecimento de água quente; comercial e industrial
usos como cerveja se preparar, dyeing de pano, ou comida que processam (fervendo); e
outros. não recorre a fogões por fritar comidas ou para woodburning
fornos, nem aplica para espaçar fogões de aquecimento, embora muitos do
mesmas considerações geralmente serão aplicáveis.

Introdução

o Transmissão processa no fogão requeira controle muito preciso em cima do
fogão dimensão e emparelhando preciso do fogão para o pot. O
grau alto de precisão precisado necessita produção de massa baseado em
modelos standards.

Assim, por causa de princípios fundamentais de transferência de calor, local-construiu ou
fogões volumosos são improváveis para mostrar desempenho aceitável; massa produziu
fogões de peso leve com cuidadosamente aperfeiçoou e dimensões controladas são
muito preferiu.

Além disso, são discutidos combustão e radiação calor transferência processos
em Capítulo são apresentadas III and oportunidades para pesquisa adicional para
aumente eficiência e reduza emissões.

Capítulo IV, Construção de Fogão, aplica os resultados técnicos de Capítulo
III para os aspectos práticos de construção de fogão atual. Desígnio de modelo
e passo por passo produção é descrita em detalhes para vários metal e
fogões de barro incendiados desenvolveram recentemente e sendo disseminada agora em Oeste
África. Additionally, são feitas sugestões para uma variedade de outro fogão
configurações que podem vestir melhor condições em outras áreas.

Em Capítulo V, Fogão Testando, passo por passo procedimentos são recomendados para
protótipos de fogão testando e estabelecendo uma indústria de fogão rudimentar. Em
são usados sumário, laboratório e testes de arte culinária controlados para selecionar particularmente
prototypes. promissor Destes testes, modelos standards são
desenvolvida isso conforme aos tamanhos de panela locais e formas. Uma produção
teste é feito, enquanto produzindo 50, 100, ou mais fogões então para cada do mais mais
panela popular sizes. Durante esta produção testam, uma análise detalhada é
executada dos custos, os problemas encontraram, e melhorias potenciais
no método de produção.

Alguns dos fogões produzidas são distribuídas em um a curto prazo, temporário
base para famílias selecionadas para campo que testa para determinar ambos seu
aceitabilidade e o desempenho atual deles/delas.

Outra porção desses fogões é posta à mostra em comercial local
saídas e vendido em uma comissão basis. que Tal marketing simultâneo pode
permita alguma avaliação indireta em como os vizinhos das famílias selecionadas
perceba o potential. Marketing dos fogões técnicas como rádio e
jornal anunciando, outdoor e outra publicidade, e demonstrações públicas
a centros sociais, escolas, centros religiosos, e em outro lugar
também deva ser attempted. Como interesse desenvolve, o promotor de fogão pode
gradualmente retira, enquanto deixando o produtor de fogão em contato direto com o
outlets. comercial vários Se interesse não desenvolve, modificações
necessariamente esteja baseado no campo e pesquisas de mercado e qualquer outro
informação que está disponível.

Deve ser enfatizado que prova detalhada, metódica de protótipo
fogões; análise financeira e estatística cuidadosa dos resultados; e uso
destes resultados melhorar protótipos subseqüentes é crucial se melhorou
fogões serão disseminados prosperamente e amplamente. Em algumas áreas o
prescrições testando providas precisarão ser modificadas; em outras áreas
eles precisarão ser completamente reworked. Mas em todos lugares, cuidadoso,
prova metódica e uso dos resultados são cruciais a entender e
obstáculos superando para desempenho de fogão bom e aceitabilidade.

Capítulo VI examina melhorias brevemente em Carvão Abasteceu Sistemas tal
como fogões e fornos de temperatura altos dos que podem economizar quantias grandes
fuelwood quando desenvolveu.



Apêndices técnicos documentam o texto em detalhes e provêem o técnico
leitor a fundação para Tópicos de understanding. mais detalhados discutidos
inclua condutivo, convective, e radiative aquecem processos de transferência;
princípios de combustão; ar para arejar exchanger de calor projeta; e técnicas
para análise financeira e estatística de teste data. Analytical e
soluções numéricas para aquecer transferem são descritas equações em detalhes e
os resultados são apresentados no text. referências Extensas são notáveis para
esses que desejam fazer trabalho mais detalhado e uma lista de instituições são
contanto para contato com programas contínuos.

As tecnologias específicas discutidas neste livro estão por nenhum meios finalizado:
bastante eles são beginnings. Cada tem certas vantagens, como
abasteça eficiência ou segurança, comparadas a formas tradicionais, mas também traz
com isto certas desvantagens como flexibilidade reduzida ou aumentou
custo. Se ou não a tecnologia melhorada é adotada em qualquer área vá
dependa da provisão de combustível local, a economia local, e um anfitrião de outro
fatores. Further, a resposta será dinâmica, enquanto mudando como condições
mudança. Como recursos de energia de biomassa diminuem, porém, a demanda para
mais combustível tecnologias eficientes devem Adaptação de grow. e mais adiante
desenvolvimento das tecnologias descrito aqui pode prover o vital
serviços de energia precisados pelo mundo pobre em um crescentemente recurso
mundo limitado.

Semelhantemente, este livro está por nenhum meios um estudo completado mas bastante é um
introdução para a aplicação de análise científica moderna para tradicional
tecnologias. Nos exemplos discutidos abaixo, quando engenharia moderna
transferência de calor é aplicada a tecnologias de energia tradicionais, novo,
são desenvolvidas tecnologias com potencial enorme para melhorar as vidas de
o mundo é pobre. Combinada com técnicas de produção de massa modernas que podem
leve as frutas de um único esforço de engenharia dedicado para o inteiro
mundo, esta lata potencial enorme seja percebida. Não há tempo para
desperdício.

CAPÍTULO II

FUELWOOD, CARVÃO, DESMATAMENTO, E STOVES(1)

Desde então pessoas aprenderam controlar fogo eles têm desflorestado ativamente
o ambiente deles/delas, usando fogo inicialmente para ajudar na caça e
depois clarear terra para agriculture. del de Tierra Fuego ou " Terra de Fogo "
foi nomeada assim por Magellan em 1520 por causa dos numerosos fogos que ele viu
lá fixe por Sul Americans. indígena savannahs Tropical e temperado
gramados são, em grande parte, uma conseqüência de tal burnings repetido.
Um calculou a metade dos desertos do mundo foi criada semelhantemente (1).

História registrada tem numerosos exemplos de tal desmatamento. Crete, uma vez,
escassezes de madeira severas fortemente arborizadas, sofridas antes das 1700 AC devido ao
demandas de uma população crescente. Chipre proveu o bronze precisado pelo
gregos antigos para armamento. Wood escassezes são uma causa provável para a redução
em bronze que funde lá antes das 1300 AC qual racionamento forçado no
Continente grego e debilitou o Mycenaeans a ataque externo. Aristóteles
e o Platão documentou a destruição de florestas na Grécia e o
conseqüências. Os romanos foram forçados a importar madeira de Norte a África,
França, e Espanha para manter as indústrias deles/delas, banhos públicos, e exército
operacional. Inglaterra sofreu desmatamento severo em muitas áreas durante
o período industrial cedo dela--os cidadãos igualam se revoltada em cima de madeira ascendente
preços--até a transição para carvão foi feita (2,3).

Hoje, as florestas do mundo enfrentam pressões sem precedentes. Enquanto potencialmente
um recurso renovável, florestas estão desaparecendo mais rapidamente que eles estão sendo
substituída. A Comida de Nações Unidas e estimativas de Organização de Agricultura
isso arboriza está sendo perdida a agricultura, enquanto pastando, madeira comercial,
queimando descontrolado, fuelwood, e outros fatores a uma taxa de mais que
11 milhões de hectares por ano, com 90% da terra clareada nunca replantadas,
(4,5).
_____________________

(1) o autor gostaria de reconhecer a ajuda de Timothy Wood
preparando porções deste capítulo.

Como desaparecem florestas, o fardo financeiro e físico de obter madeira
abasteça por cozinhar e aquecimento espacial aumenta para o mundo é pobre. Em
resposta, muitas volta para semear desperdícios e esterco como uma alternativa, mas um
isso tem conseqüências sérias potencialmente para fertilidade de terra de futuro (6,7).

Este não é um problem. Nearly pequeno ou isolado dois milhões de toneladas métricas
(tonnes) de madeira, carvão, desperdícios de colheita, e esterco são diário queimado dentro
países em desenvolvimento, ou aproximadamente um quilograma cada dia para todo
homem, mulher, e criança. Embora a energia obtida só representa aproximadamente
10% da energia consumiram mundial, é em cima de meio a energia consumida
em uns 50 a 60 países em desenvolvimento e é até 95% do
energia doméstica usou lá (6-9).

Biomassa abastece jogo assim um papel crítico nas economias do desenvolver
países. Neste capítulo a provisão e demanda destes combustíveis, o deles/delas
produção e economias, e as conseqüências ambientais do uso deles/delas
é revisada em detail. Embora as estatísticas extensas apresentadas são
eles não emotivo, a pessoa não pode ser não emotivo sobre o pedágio temeroso
em bem-estar humano que eles represent. O custo alto de fuelwood
representa comida, medicina, e roupa que o urbano pobre tem que anteceder.
As distâncias longas caminharam e cargas pesadas levaram pelo rural pobre
forrageando combustível representam tempo e trabalham comida crescente bem gastada ou
bens produtores à venda em aldeia markets. As quantias grandes de fumaça
emitida por fogões tradicionais represente o desconforto e infecte que
esta fumaça pode causar o usuário. Só em tal um contexto largo possa o cheio
impacto de combustíveis tradicionais e fogões em vida humana e bem-estar é
apreciada.

FUELWOOD

O crescimento de anuário global total de biomassa de floresta foi variously
calculada para ser aproximadamente 50 vezes consumo de madeira anual e cinco vezes
consumo de energia anual total inclusive combustíveis de fóssil (Nota 142)(2) (10).
Apesar da média grande provisão global, há agudo e crescente
escassezes de regionally de fuelwood e localmente. Algumas regiões, como a Ásia,
tenha muito pouco crescimento de floresta per capita acionário (Nota 143). Dentro
regiões, alguns países estão bem dotados com recursos de energia de biomassa,
e outros têm materiais totalmente inadequados, (Mesa 1); e dentro
países eles, há abundâncias locais semelhantes e escassezes.
Por exemplo, Zaire consome só 2% de seu rendimento sustentável de floresta
biomassa mas tem desmatamento sério ao redor de Kinshasa (12).

Em áreas onde arborizam recursos não pode se encontrar a demanda, resíduos de colheita e
esterco animal é marginalmente melhor os substitutos suficientes. Em Bangladesh,
por exemplo, resíduos de colheita e esterco de animal podem prover aproximadamente 300 watts por
capita (Mesa 1). Este é pouco bastante satisfazer necessidades mínimas.
_______________________

(2) para não sobrecarregar o texto contudo ainda proveja o leitor com
informação detalhada, várias Mesas são determinadas como começo de Notas em
página 251.


MESA 1
Biomassa Energia Recursos em países em desenvolvimento Selecionados
Rendimento Sustentável em Watts/capita de
População de Colheita de Animal de
Rural (millions) Resíduos de Wood Esterco de
Congo 1 18100 35 n.a.
Brasil 116 11100 257 507
Zaire 30 4300 29 35
Argentina 27 3900 793 1270
Tailândia 48 1170 295 124
Nepal 14 666 225 412
Burkina de Faso 7 317 162 231
Índia 694 222 174 200
Bangladesh 89 63 136 162
China 970 n.a. 216 108

Adapted de referência (20); n.a. --not disponível

Estimativas como estes são, claro que, só aproximações muito cruas.
Como estes combustíveis tradicionais normalmente não movem por comercial monitorado
mercados, estimativas da produção deles/delas e uso só podem ser feitas por
medidas detalhadas no local em question. Further, há
confusão considerável na literatura em cima das unidades media um
determinado quantity. por exemplo, os couteiros geralmente usam unidades de volumetric para
meça madeira mas às vezes não especifique se está em unidades de sólido
metros cúbicos ou metros cúbicos empilhados (guia) . Nem é as espécies e
densidade specified. Note (144) dá equivalências muito ásperas entre o
duas unidades de volumetric para classes diferentes de madeira colhida. Semelhantemente,
carvão está normalmente medido através de volume, mas seu conteúdo de energia é determinado
por sua massa que em troca é determinado pelas espécies de qual
foi carbonizado (14), as temperaturas às quais foi carbonizado, i.e.,
seu conteúdo volátil residual (15), e sua densidade de embalagem.

Quando calcula de conteúdo de energia está baseado em peso, os preferiram,
método, é semelhantemente vital para saber o conteúdo de umidade do combustível e
se o peso está em uma base molhada ou seca (veja Capítulo III).

Calculando recursos de energia de biomassa deveriam ser feitas então por dirija
medida. Forest que recursos podem ser medidos calculando de pé
volumes ou cortando uma área e fazendo um peso direto ou volume
medida (16-19). Semeie resíduos das mesmas espécies pode variar amplamente
por tipo de terra e chuva como mostrada em Nota (145) e semelhantemente deveria ser
diretamente weighed. Crescimento taxas podem ser calculadas através de numerosas repetições
de tais medidas em amostras comparáveis, adjacentes em cima de um período de
tempo. Finalmente, onde esterco animal é, ou poderia ser, usado como uma energia
recurso, também, deveria ser medido Estimativas de directly. de esterco
taxas de produção são determinadas em Nota (146) . valores Caloríficos para um número
de combustíveis de biomassa diferentes é determinado em Apêndice D.

Foram calculados recursos de energia de biomassa para uma variedade de habitante,
casos nacionais, e regionais como descrita em referências (4,7,9,13,20-28).

Fuelwood Demand

Foram feitas numerosas estimativas de demanda de combustível de biomassa no habitante,
balança nacional, e regional (29-59) . A taxa de uso de energia pelo
aldeão típico normalmente está na gama de 200-500 watts por pessoa e
possa variar dramaticamente com a estação, clima, e disponibilidade geral
de combustíveis vários. Resultados de pesquisa de energia são determinados para quase 40 cidades e
aldeias em Nota (147). Muito desta energia é usado para arte culinária doméstica
(Mesas 2,3,6) e estes valores são muito mais altos que as quantias de energia
usada em países desenvolvidos por cozinhar (Mesa 4) . Isto é devido ao
ineficiência de combustíveis tradicionais e tecnologias de fogão como também
mudanças em dieta e estilo de vida que são possível com rendas mais altas.

Globalmente, combustíveis de biomassa são a fonte principal de cozinhar energia para
a maioria dos países em desenvolvimento (Mesa 5) . Additionally, eles provêem energia
para necessidades de casa como aquecer água de banho, passando a ferro, e outros usos.
Embora talvez atípico, 60% de consumo de madeira doméstico em Bangalore,
Índia, é usada para aquecer água de banho (45).

Embora o uso principal deles/delas em países em desenvolvimento é doméstico, biomassa,
também abastece muito da indústria. Como vista em Mesas 7 e 8, combustíveis de biomassa,
dois-terços de indústria de Kenyan e comércio e é usado para tais coisas
como cerveja se preparando, blacksmithing, colheita secando, e fogo de cerâmica.

MESA 2
Total Consumo de Poder, Ungra, Índia,
WATTS/CAPITA (*)

Source\Use Agricultura Domestic Lighting Indústria de Total de
humano 7.26 17.08-- 4.52 28.86
Man (5.11) (6.01)-- (3.92) (15.04)
Mulher de (2.15) (8.70)-- (0.56) (11.41)
Criança de -- (2.36)-- (0.04) (2.41)
Animal (* *) 12.0 ---- 1.11 13.11
Lenha -- 222.8-- 36.85 259.7
Agro-desperdício -- 23.2---- 23.2
Eletricidade 3.18 -- 1.17 0.37 4.72
Querosene -- 0.19 6.88 0.97 8.04
Diesel 0.04------ 0.04
Carvão ------ 1.41 1.41

total 22.5 263.3 8.05 43.23 339.

(*) Baseado em uma população de aldeia total de 932 pessoas em 149 casas
(* *) Contanto por 111 bois, 143 vacas, 93 bezerros, 113 búfalo e 489
Ovelhas de e cabras.
Referência (50)
Estimativas da intensidade de energia de usos comerciais variam amplamente, mas tudo
indique quantias significativas de fuelwood usadas e freqüentemente a muito baixo
eficiências. A pessoa empilhou metro cúbico de madeira, por exemplo, é requerido
curar 7-12 kg de tabaco leaf. A eficiência de tabaco celeiros secantes
na Tanzânia foi calculada para ser tão baixo quanto 0.5% (49) . Tabaco curando
usos 11% de todo o fuelwood em Ilocos Norte, Filipinas e 17% do
orçamento de energia nacional em Malauí (34,39,47,56,59).

Chá processando exige asperamente para 9.5 GJ ou 500 kg de madeira seca produzir 30
kg de folhas de chá secas de 150 kg de folhas verdes (45,47) . Fish fumagem /
secar é variously calcularam para requerer de 0.25 kg (39) para 3 kg (40) de
fuelwood por quilograma de peixe secado (47,59) Obras de alvenaria de . requerem asperamente
a pessoa empilhou metro cúbico de fuelwood para incendiar 20-25 panelas (39) ou 1000 tijolos
(59). Em Bangalore, dyeing do que um tonne de estame requer uns 8.3 tonnes
fuelwood; padarias usam 0.58 kg de fuelwood por quilograma de tradicional
pão produziu (45) . Na Tanzânia, cerveja se preparando requer um empilhada cúbico
metro para produzir 180 litros (59), e a indústria se preparando em Ouagadougou
usos 14% do fuelwood total usaram (60) . que Outros usuários principais incluem
cozinhas institucionais, madeira que processa (45), e produção de açúcar, para
o qual o próprio bagasse é used. Overall, biomassa abastece proveja até 40%
da energia industrial usada em Indonésia, 28% na Tailândia, 17% em
Brasil, e semelhantemente frações grandes em muitos outros países (9)(3).

MESA 3
Consumo de Poder Doméstico, Taruyan, Sumatra Ocidental,
WATTS/CAPITA

Labor (*) Firewood Bagasse Querosene Total de
cozinhando 8.6 181. 2.9 -- 193.
Molhe Collection 2.6 ------ 2.6
Roupa suja 2.0 ---- -- 2.0
Wood Collection 1.9 ------ 1.9
Food entregando 0.6 ------ 0.6
iluminando------ 52.1 52.1
total 15.7 181. 2.9 52.1 252.

Porcentagem 6.2% 71.9% 1.1% 20.7% 100.%

(* )Calculated a 1.05 MJ/man-hora; 14.9 lenha de MJ/kg; 37.7 MJ/liter
Querosene; 9.2 bagasse de MJ/kg.
Referência (58)
_________________________

variedade de (3)A de unidades, GJ (giga-joules), kg., [m.sup.3], tonnes, etc., é
usou aqui para corresponder à literatura em lugar de usar um único jogo
de unidades--preferivelmente GJ e watts. Conversão mesas para tudo estes
unidades são determinadas em Apêndice eu, fatores empilhando aproximados para madeira e
carvão é determinado em Notas (144,149), e valores caloríficos são determinados dentro
Apêndice D. O autor lamenta a inconveniência.


MESA 4
Power Consumo por Cozinhar

Combustível de Rural W/cap
Brasil LPG 55
o Brasil Wood 435
Canadá Gás 70
CAMEROON WOOD 435
França Gás 55
Alemanha Gás Ocidental 30
Guatemala Propano 50
o Guatemala Wood 425
Índia Querosene 50
o Índia Wood 260
Itália Gás 55
Japão Gás 25
Suécia Gas/kerosene 40
o Tanzânia Wood 590
Estados Unidos Gás 90

Referências de (63,64)

TABLE 5
População Mundial através de Combustível de Arte culinária Principal, 1976
(milhões das pessoas)

Comercial de
(Esterco de fossil) e
Total Energia de Fuelwood Colheita Desperdício

África Sul de Sahara 340 35 215 90
Índia 610 60 290 260
Resto de Sul Asia 205 25 95 85
Leste Pacific Ásia-em desenvolvimento 265 95 110 60
Ásia, Centralmente Planejou
Economias de 855 190 435 230
Oriente Médio, Norte Africa 200 105 35 60
A América Latina e Caribbean 325 230 85 10
Norte a América - OECD Pacific 365 365 0 0
Europe ocidental 400 400 0 0
Europeu, Centralmente Planejou
Economias de 340 340 0 0


total 3905 1845 1265 795

Referência (11)

MESA 6
Energia Consumo no Quênia
Por cento de de Total Nacional (*) por Fim-use

Non - Biomassa de
Traditional
Fuel Wood Charcoal Other
Casa urbana
COOKING/HEATING 0.8% 1.0% 3.3%--
Lighting 0.6------
Outro 0.2-- 0.5 --
Casa rural
COOKING/HEATING 0.2 45.3 2.8 2.7%
Lighting 1.1------
Indústria
Grande 8.6 5.3 0.3 --
INFORMAL URBAN-- 0.1 0.6--
INFORMAL RURAL-- 9.1 0.1--
Comércio 0.6 0.5 0.1 --
Transporte 13.7 ------
Agricultura 2.5 ------
total 28.4% 61.3% 7.6% 2.7%

(* )Total Consumo de Energia Nacional = 332 milhões de GJ
Por Capita Poder Consumo = 658 W
Referência de (24)


MESA 7
Consumo Anual de Fuelwood e Carvão no Quênia
através de indústrias caseiras Rurais, Watts/Capita

Fuelwood Carvão
Indústria de W/cap W/cap
Brewing 33.9 --
Brick fogo 1.9 --
BLACKSMITHING -- 1.9
Crop Secante 1.3 --
Fish que Cura 0.6 --
Tabaco de que Cura 1.3 --
Chacina de 7.6 1.9
Baking 4.1 --
Restaurantes de 5.4 1.3
Construção de Wood 15.9 --
Total 72. 5.1

Referência de (24)

Combustíveis de biomassa são cruciais às economias da maioria dos países em desenvolvimento.
Nota (148) lista 60 países nos quais combustíveis de biomassa provêem 30-95% do
energia total used. A energia que estes combustíveis provêem, porém, é só um
fração disso usada por combustível de fóssil fundou economias (8,31). No
mundo desenvolvido, média uso de energia per capita é aproximadamente 6 kW enquanto em
A África e Ásia apenas é um décimo disto (8); em Norte a América,
uso de energia é mais de 10 kW, enquanto na África é aproximadamente 450 W (8,31).

Com estas taxas de uso de energia de biomassa e provê há um sério e
escassez crescente de fuelwood em muitos areas. O UNFAO calculou isso
o número das pessoas que sofrem uma escassez aguda de fuelwood aumentará
de aproximadamente 100 milhões entre 1980 para mais de 350 milhões no ano 2000 (Mesa 9).
Tais escassezes aumentam custos para moradores urbanos, alongue forrageando
para combustível por camponeses, e rouba a terra de nutrientes como interruptor de pessoas
semear desperdícios e esterco.

MESA 8
Fuelwood Consumo no Quênia
através de Indústria Grande, Watts/Capita

Indústria de W/cap
Chá de (média) 8.9
Tabaco de 2.5
Sugar 1.6
Wood Processing 9.5
Vara de 1.3
Barro Tijolo 1.0
Baking 9.5
Total 34.3

Referência de (24)

MESA 9
A Escassez de Fuelwood em países em desenvolvimento
(milhões das pessoas afetaram)

1980 2000
agudo acute déficit deficitário
Escassez de escassez de
África 55 146 88 447
Perto de Leste &
NORTH AFRICA-- 104 -- 268
América Latina 15 104 30 523
Ásia & Pacífico 31 645 238 1532

Total 101 999 356 2770

Referência de (6)

MESA 10
Fuelwood em Consumo de Poder de Mundo (1978)

Fuelwood Por cento de Comercial
População de Consumed Poder de wood/total de Consumed
Milhões de per capita per capita

mundial 4258 110 W 1913 W 5.4%
Desenvolvida
comercializam 775 21 5946 0.3 para
planejou 372 73 5118 1.4
Desenvolvendo
África 415 254 185 58.
Ásia 2347 101 508 17.
latim
América 349 232 1028 18.

Referência (8)

CARVÃO

Carvão é produzido aquecendo madeira na ausência de oxigênio até muitos
de seus componentes orgânicos gaseifica, enquanto deixando para trás um preto poroso alto
carbono residue. que assim O carvão produziu retém a mesma forma como o
madeira original mas é tipicamente só um quinto o peso, um meio o
volume, e um terço a energia original content. UM mais preciso
relação é determinada em Nota (149).

O carvão tem um valor calorífico de 31-35 MJ/kg, enquanto dependendo em seu
conteúdo volátil permanecendo, comparou a 18-19 MJ/kg para forno-seque madeira.
Mesa D-2 ilustra como a história de temperatura da carbonização
processo afeta o conteúdo volátil e valor calorífico do resultar
carvão.

Há duas classes diferentes de equipamento de carbonização, fornos e
réplicas. Kilns queimam parte do ser de custo de madeira carbonizou para prover
o calor necessário para a carbonização usam process. Retorts um separado
abasteça fonte para prover calor e assim possa conservar a qualidade mais alta
produto que é carbonizado usando um mais baixo combustível de qualidade como ramos e
filiais para o heating. Uma revisão extensa é determinada em referência (156).

O sistema mais difundido usado no mundo em desenvolvimento é um forno feito de
terra. Neste caso a madeira ou é empilhada compactly em uma cova ou em
o chão plano, coberto com palha ou outra vegetação, e, finalmente,
enterrada debaixo de uma camada de soil. que é acendido com brasas ardentes introduzidas
a um ou mais pontos ao fundo do stack. A tarefa do
carvão-fabricante ao longo da queimadura " resultando " é abrir e fechar um
sucessão de buracos de abertura na camada de terra para puxar o fogo uniformemente ao redor
a pilha de madeira, aquecendo a madeira enquanto queimando como pouco disto como possível.
Outros sistemas incluem fornos de tijolo que são extensivamente usados em uso
no Brasil (66,67).

O tamanho do forno pode ser até 200 bois (68) e a energia
eficiência do processo de conversão é variously dado como 15% na Tanzânia
(47), 24% no Quênia com uma perda adicional de 5% do próprio carvão
durante distribuição (24), 29% no Senegal (69) e Etiópia (70), e em cima de
50% no Brasil com fornos de tijolo (67) . Advanced que são reivindicadas réplicas ser
capaz de alcançar 72% eficiências de energia convertendo madeira a carvão
se há recuperação completa de tudo dos subprodutos gasosos (67).

A variação grande em eficiências de forno informadas pode ser em parte devida para
confusão sobre unidades--energia, peso, ou volume, e base molhada ou seca.
Quando testes de lado-por-lado forem terminados, eficiências de energia estão tipicamente dentro o
30-60% gama como indicada em Mesa 11 (71,72) . O parente econômico
desempenho de alguns tipos de fornos é determinado em Mesa 12. As economias pobres
do forno térreo listado em Mesa 12 pode ser devido ao muito pequeno
classifique segundo o tamanho studied. Outros acharam fornos térreos tradicionais para ter razoavelmente
desempenho alto e um retorno financeiro bom com relativamente pequeno trabalho
(71). Porém, as desvantagens deles/delas incluem um rendimento variável e qualidade,
queimaduras lentas, e disponibilidade sazonal (não durante a estação chuvosa). Não
porém, assunto que sistema é resultados de carvão produtores usados dentro um mesmo
energia líquida grande loss. em termos de conservar recursos de floresta, é
sempre melhor usar madeira em lugar de converter isto primeiro a carvão.

Transporte de carvão

Freqüentemente foi discutido que é mais barato e mais eficiente para
transporte carvão que madeira por causa de seu conteúdo de energia mais alto por unidade
massa. Porém, Como mostrada debaixo da quantia de energia, se na forma
de madeira ou carvão que podem ser levadas por truckload está aproximadamente o mesmo.
Como custos de transporte estão principalmente devido a depreciação de veículo e manutenção,
o custo de puxar madeira ou carvão está aproximadamente o mesmo por unidade
de energia levada (150).

Assumindo custos de transporte a um US$0.10 fixo por tonelada-quilômetro métrico,
Conde achou que era mais barato para transportar energia na forma de carvão
que na forma de madeira para distâncias maior que 82 km (13). CHAUVIN
semelhantemente usada um custo fixo por tonelada-km. na análise dele das economias
de transportar carvão da Costa de Marfim para Burkina Faso através de grade (60)

Expressando transporte vale em termos de tonelada-km é uma prática standard dentro
estatísticas de transporte se agregadas, mas não é aplicável nisto
situação. a Maioria da energia é usada para mover o próprio veículo, para
supere resistência de vento, fricção interna e assim forth. Thus, um vazio
caminhão usa quase tanta energia quanto um que é full. UMA regressão linear
em dados apresentados em referência (73) espetáculos que a intensidade de energia de
transporte através de trator-reboques no E.U.A. está aproximadamente relacionado para o
carga útil para a gama 8-25 toneladas métricas pela equação

E = 23.6/M + 0.476

onde E é a intensidade de energia em MJ por tonelada-km métrico que a carga é movida,
e M é a massa da carga em Transporte de tons. métrico é mais freqüentemente
limitada por volume que através de peso e isto é particularmente verdade dentro o
mundo em desenvolvimento onde normalmente são enchidos veículos a alagar. Em
este caso de volume limitou transporte, Mesa 13, 13% que mais energia pode ser,
transportada por truckload de madeira que de carvão a um custo de uns 21%
aumente em uso de combustível.

Porém, custos de combustível são só uma parte pequena dos custos de transporte totais
e pelo menos em alguns casos, não aumente substancialmente até mesmo em unimproved
estradas (74) Manutenção de . e conserto de veículos são um fator grande
(74) e depreciação de veículo e trabalho são até maiores (75).

MESA 11
Energia Eficiências de Sistemas de Carbonização Sortido
Tailândia, 1984,

Total Carvão de como Charcoal Número
Volume de Energia de % de Production de
[m.sup.3] o Wood Seco Taxa kg/hr Tentativas

Amure Colméia 1 8.3 61% 11.1 3
Amure Colméia 2 2.0 63 5.6 35
Brasileiro, modified 8.3 55 10.7 2
Mark V(2) 2.6 43 10.1 7
Colméia de lama 3 2.2 56 5.1 27
Único Drum 0.2 38 5.9 7
Terra Mound 0.7 51 4.6 5

Referência (72). Também veja (72) para dados em 12 outros tipos de fornos.

MESA 12
Carvão Produção Economias
Tailândia, 1984,

Por Queimadura o Wood (*) Capital de (* *) Labor (* * * Carvão de )
INVESTMENT US$/TONNE
Amure Colméia 1 $52. $1.67 $9.00 $65.
Amure Colméia 2 15. 0.66 3.70 75.
Brasileiro, modified 54. 1.13 9.80 71.
Mark V(2) 33. 3.15 4.70 90.
Lama Colméia 3 16. 0.17 4.10 74.
Único Drum 1.80 0.18 1.95 195.
Terra Mound 3.70 -- 2.35 114.

(* )Wood vale US$8.30/stere; (* * taxa de )Interest é 15%; (* * * )Labor é
US$0.40/man-hr.
Referência (72) . Also vêem (72) para dados em 12 outros tipos de fornos.

MESA 13
Energia de Exigiu Transportar o Wood e Carvão

Factor Wood Carvão

Gravity de volumetric assumido 0.7 0.33(a)
Density de embalagem assumido 0.7 0.7 (b)
Gravity de volumetric efetivo 0.49 0.23
Conteúdo de energia por truckload 390. GJ (* ) 345. GJ (C)
Peso por truckload 24.5 MT (* * ) 11.5 MT (d)
Transporte energia por truckload-km 35.3MJ/km 29.1 MJ/km
Transporte energia por km/energy
conteúdo de load 91x[10.sup.-6] 84x[10.sup-6]

(* )GJ é um gigajoule ou 1 bilhão joules; (* * )MT é uma tonelada métrica, 1000 kg,
um) baseado em (14).
b) Para madeira baseado em (13). Carvão pode ter uma embalagem mais alta ou mais baixa
Densidade de que depende de seu tamanho e se ou não é ensacado para
transportam. que normalmente é ensacado para transporte.
c) Assumed valor calorífico para madeira, 16 MJ/kg; carvão, 30 MJ/kg,;
ambos inclusive umidade.
d) baseado em um volume de carga útil de 50 [m.sup.3] . Isto é menos que um padrão
trator reboque, mas era escolhido para permanecer dentro dos limites
da correlação de peso para transportar energia, contudo corresponda
para o caso para a maioria dos países em desenvolvimento de volume limitou transporte
para madeira ou carvão.

TABLE 14
Transport Custos de Wood e Carvão
Por cento de de Total

Wood Carvão
Labor e administração 12% 12% (um)
Fuel 18 15 (b)
Manutenção de e conserto 40 30 (c)
Licenses e soa 1 1
Veículo depreciação 42 42

Total vale 113 100
Energia de puxou 113 100 (b)

um) De referência (75) usando carvão como a linha base.
b) De Mesa 21.
c) Estimated de referência (75) dados em depreciação de pneu e
veículo conserto custos que assumem que estes custos aumentam proportionately
para o peso de veículo total.

Quando estes custos são considerados, Mesa 14, o custo de puxar energia,
se na forma de madeira ou carvão, é virtualmente idêntico. Em
pratique, fatores como tamanho de veículo, trabalho e combustível vale, parte-carga ou
parte de trás-puxe de bens, e muitos outros complicarão esta análise.

Quando são incluídos custos de produção, carvão é mais caro que
fuelwood. que Estes custos são refletidos nos preços relativos deles/delas: o preço
por GJ de carvão isso é tipicamente duas vezes de fuelwood (76).

Demanda de carvão

Apesar de seu preço mais alto, carvão é um combustível muito popular, particularmente em
áreas urbanas onde as pessoas têm um dinheiro income. de acordo com um 1970 relatório
de Tailândia, 90% do corte de madeira para mercados urbanos foram convertidas em
carvão (34) . Na Tanzânia que figura é 76%, com 10-15% de toda a madeira
corte converteu a carvão (40,59) . No Senegal, 15% de todo o corte de madeira são
convertida a carvão para Dakar só, transportou para Dakar de até onde
600 km fora, e usou lá antes de 90% das casas a uma taxa de 100
kg/person-ano (77,78) . No Quênia, 35% do corte de madeira são convertidas
carvão (24).

Embora fogões de carvão tradicionais têm uma eficiência (15-25%) um pouco
mais alto que o fogo de madeira aberto (15-19%), isto não compensa para o
perda de energia drástica na conversão inicial de madeira (79,80).

Há uma variedade de razões por esta popularidade apesar de custo alto e
energia inefficiency. Unlike algumas espécies de madeira como as que devem ser usadas dentro
pequeno como um mês de secar para evitar perdas significantes a térmitas,
carvão é impérvio a ataque de inseto (21) . que pode, então, é
por exemplo, preparou longe com antecedência da estação chuvosa quando outros combustíveis
é unavailable. Even mais importante é aquele carvão é um muito conveniente
abasteça a Carvão de use. é quase sem fumaça. Podem ser feitas Cozinhando em lugar fechado
em conforto relativo sem enegrecer as paredes com fuligem. Metal panelas
fique relativamente limpe, e não há nenhuma irritação de fumaça a olhos ou pulmões.
Embora pode haver uma produção alta de monóxido de carbono perigoso que é
uma periculosidade em cozinhas ventiladas mal, isto não causa como
desconforto óbvio para o user. Additionally, uma vez é iluminado, um carvão
fogo precisa de pouca atenção adicional do cozinheiro, enquanto um fogo de madeira
requer ajustando freqüente do combustível.

A vontade de moradores urbanos para comprar carvão caro deve
assim encoraje os desenhistas de fogões melhorados que estão tentando para eliminar
fume, alivie a maçada de cozinhar, e mais adiante reduza custos de combustível.
Ao mesmo tempo, deveria servir como uma advertência a esses que prestam atenção
só abastecer eficiência.

Carvão também é usado extensivamente commercially. Em Brasil, uns 19,
milhões de metros cúbicos de carvão eram usados durante 1983 produzir porco
passe a ferro, foram usadas 2.5 milhões para produzir cimento, e 600,000 eram usados para
metalurgia. Overall, aproximadamente 18% da energia usaram no aço brasileiro
indústria é aproximadamente de charcoal. 17% deste carvão foi gerada de
plantações (43,67,82).

São comerciadas internacionalmente como bem quantias grandes de carvão. Em 1981,
Indonésia, Tailândia, e a Filipinas cada exportou 44-49 mil
tonnes de charcoal. importadores Grandes incluem Japão, com 52,000 tonnes,
e Hong Kong, com 23,000 tonnes (65).

IMPACTOS AMBIENTAIS

Há desmatamento rápido e crescente agora ao redor do mundo. O
UNFAO (5,83) calculou total desmatamento global anual às aproximadamente 11.3
milhões de hectares (Mesa 15) . Outros calcularam isto para ser tão alto quanto 20
milhões de hectares e mais por ano (7) . Entre as causas são o seguinte.
Agricultura inconstante danifica ou destrói 0.6% aproximadamente de tropical
forestland anualmente e contas para uns 70% de perda de floresta na África
(84). Opening pastureland para cultivar carne de boi anualmente para exportação clareia uns 2
milhões de hectares por ano na América Latina (85-87) . madeira Comercial
operações clareiam asperamente anualmente 0.2% de forestland tropical (84), e
vias de acesso de madeira abrem as áreas a fazendeiros que conduzem para adicional
degradação (87) . A Costa de Marfim, por exemplo, está perdendo uns 6.5% de seu
florestas anualmente (5,83) . Finally, queimando descontrolado é acreditada
responsável para a criação de muito do savannah do mundo e gramado
(1,88,89). Tal brushfires nos gramados africanos queimam mais que 80
milhões de toneladas de forragem anualmente, volatilization de causa de nitrogênio orgânico,
e permite lixiviar excessivo de valiosos sais (90) . que Isto pode ser particularmente
danificando em muito do Sahel onde crescimento já é fortemente
limitada pelas quantidades disponíveis pequenas de nitrogênio e fósforo (91).


O uso de pressões de aumentos de fuelwood em biomassa de floresta e pode conduzir
desmatamento local (12,88), particularmente em regiões áridas ao redor urbano
áreas onde demanda é alta e taxas de crescimento de biomassa são low. Generally,
fazendeiros de subsistência rurais causam relativamente pequeno dano para florestas como
eles levam só membros pequenos, etc., e estes freqüentemente de hedgerows ou de
se aproxime o farmlands. deles/delas, no Quênia, por exemplo árvores fora da floresta
proveja meio a demanda de madeira (37); na Tailândia em 1972, 57% da madeira
consumida veio de fora das florestas (40) . em contraste, comercial
fuelwood e operações de carvão, iguale relativamente em pequena escala, corte,
árvores inteiras e pode danificar ou pode destruir áreas grandes de floresta.

Entre os impactos potenciais de desmatamento é erosão, enquanto inundando,
mudanças climáticas, desertification, e escassezes de fuelwood (92-94). Essentially
nenhuma terra ou chuva está perdida de áreas naturalmente arborizadas. However,
quando sobe em árvore cobertura é quantias afastadas, volumosas de terra podem ser lavadas fora como
a chuva flui pelas Medidas de surface. na Tanzânia indicou
que até meio a chuva estava perdida como segundo turno de alqueive nu (3.5[degrees]
declive), levando uns 70 tonnes/ha de terra com isto (95). impactos Semelhantes
esteve em outro lugar notável (5,81,87,88,96,97).

Erosão sufoca vias fluviais e reservatórios a jusante com lodo, enquanto os fazendo
até mesmo menos capaz de manipulação os volumes aumentados de corrida de água
diretamente fora as bacias (2,7) . Em 1982, inundação e dano de erosão devido
a clarear as florestas de Índia foi calculada somar $20 bilhões em cima do
previamente 20 years. Esta estimativa incluiu perda de terra de topo, perda de
propriedade para inundações, e encurtou vidas de reservatório (5). Other calcula
coloque os custos diretos de consertar dano de inundação a mais que $250
milhões por ano (98) . UMA revisão geral deste problema na Índia é determinada
em referência (99).

Como dois-terços de toda a chuva é gerada de umidade bombeada atrás em
a atmosfera através de vegetação, desmatamento pode causar sério climático
mudança (1,100) . O reflectance de superfície também é mudado e é afetado
clima (1) . sem obscurecer, temperaturas de terra sobem dramaticamente e lata
grandemente reduza a atividade biológica vital na terra (87,101).

Desmatamento seguinte, overgrazing e tropel podem destruir depressa o
grama layer. Sem a proteção de cobertura de chão, a terra recebe
a força completa de bater pingos de chuva, trazendo partículas de barro para o
superfície e causando superfície endurecendo e marcando que sementes não podem
penetre (102,103) . O resultado de fim é freqüentemente desertification. Durante o
últimos cinqüenta anos, um calculou 65 milhões de hectares de uma vez terra produtiva
foi perdida para abandonar só ao longo da extremidade sulista do Saara assim
(104,105). dados Adicionais para a África são determinados em referências (90,106).

Como recursos de floresta estão perdidos, se para agricultura, madeira, fogos de escova,
ou como fuelwood, são forçados crescentemente os aldeões a usar mais baixa qualidade
combustíveis como desperdícios de colheita e esterco para satisfazer as necessidades mínimas deles/delas por cozinhar
e outro purposes. Globally, um calculou 150 a 400 milhões de tonnes de
esterco de vaca é agora annually. queimado O queimando de cada tonne de esterco
desperdícios bastante nutrientes potencialmente produzir um 50 kg adicional de
grão. que O esterco de vaca agora queimado na Índia desperdiça que nutrientes igualam a mais
que um-terço do fertilizante químico usou (7).

Uso crescente de resíduos agrícolas para combustível pode causar dano sério
a soils. assunto Orgânico em terras provê a maioria do nitrogênio e enxofre
e até meio o fósforo precisado por plants. aumenta o
cation trocam capacidade da terra, enquanto ligando minerais importantes como
magnésio, cálcio, potássio e amônio que seriam lixiviados caso contrário
fora. Isto pára-choques o pH de terras, e melhora a retenção de água e
outras características físicas (151).

MESA 15
Estimated taxa anual Comum de Desmatamento de
Florestas Tropicais, 1980-1985, em Milhões de Hectares,
e Por cento de Floresta Parada Total

Tropical Tropical Total Tropical
Categoria a América Africa Asia (76 países)
Forest fechado 4339 1331 1826 7496
(0.64%) (0.62%) (0.60% ) (0.62%)
Forest aberto 1272 2345 10 3807
(0.59%) (0.48%) (0.61% ) (0.52%)
Todo o forests 5611 3676 2016 11303
(0.63%) (0.52%) (0.60% ) (0.58%)

Referência (31)

A destruição de florestas também pode ter conseqüências sérias em termos de
perda de recursos genéticos, perda de potencial produtos médicos novos, e
outros. Estes são revisadas em referência (5).

O queimando de combustíveis de biomassa tem impactos ambientais sérios devido ao
fumaça libertou (107-112) . Embora houve numeroso anedótico
contas de saúde doente associaram com combustão de biomassa em recinto fechado, só,
recentemente tenha estudos científicos sistemáticos do problema começados (112).
Resultados para datar indicam isso em casas de aldeia, concentração em recinto fechado de
monóxido de carbono, particulates, e hidrocarboneto podem ser 10-100 e mais
tempos mais alto que Organização de Saúde Mundial (QUEM) Padrões (111).
Mais adiante, cozinheiros que usam biomassa tradicional fogões ardentes podem ser expostos
muito mais monóxido de carbono, formaldeído, benzo(a)pyrene de carcinogenic, e
outro tóxico e carcinogenic compõe que até mesmo os fumantes de cigarro pesados.

Disto é esperado que fumaça é um fator significante em doente-saúde
em countries. em desenvolvimento As doenças implicaram gama de bronchiolitis
e broncopneumonia para pulmonale de cor crônico para formas várias de câncer
(110,111). Indeed, o QUE cita doença das vias respiratórias agora como o maior

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causa de mortalidade em países em desenvolvimento (112) Mesa de . 16 ar de listas
emissão de poluição fatora para uma variedade de combustíveis e sistemas de combustão.
Reduzir e controlar exposição a emissões de combustível de biomassa devem ser um
consideração primária em qualquer fogão program. que informação Adicional é
disponível do Centro de Leste-oeste (Apêndice J).

ECONOMIAS E OPÇÕES DE POLÍTICA

A escassez de fuelwood crescente tem uma variedade de impactos econômicos em ambos
moradores rurais e urbanos, a mão-de-obra rural, e a economia nacional.

Para o morador de subsistência rural, depleção de recursos de fuelwood locais
meios que forrageiam mais muito tempo já times. There são numerosas estimativas destes
tempos variando tão alto quanto 200-300 dias de pessoa por ano por casa dentro
Nepal ou 7% de todo o trabalho (22,46,98) e semelhantemente taxas de trabalho altas em
Tanzânia (59) e outros países (99) . correlações relacionando Aproximado
distância forrageando para a densidade de população local é desenvolvida facilmente por
comparando o consumo comum por uma população para a área requereram
proveja um rendimento contínuo, como mostrada em nota (114) . que UM segundo exemplo é
cedida referência (115) . Em regiões áridas com uma baixa taxa de crescimento de biomassa um
aldeia de como poucos como 500-1000 as pessoas podem usar para cima todo o fuelwood dentro um
distance. Forragear ambulante também é trabalho pesado; em Burkina Faso, típico,
headloads pesam 27 kg (113).

Quando madeira ficar escassa, desperdícios de colheita e esterco são os aldeões só
alternativa; não há nenhum dinheiro para combustíveis comerciais, nem faz o a longo prazo
custos ambientais de usar desperdícios agrícolas excedem em valor o imediato deles/delas
valor como fuel. Na Índia, foi calculado que um tonne de esterco de vaca
aplicada aos campos resultaria em valor de produção de grão aumentado
US$8, mas se queimado eliminaria a necessidade por lenha valor $27 dentro o
mercado (116,117). Alguns discutiram isso devido à relativamente baixa eficiência
de vaca - esterco provendo nutrientes como nitrogênio, fósforo,
potássio, e zinco para a terra em uma forma de useable, faz sentido melhor
queimar isto (117) . Isto, porém, ignora outras contribuições importantes de
materiais orgânicos para sujar fertilidade (151).

Com um valor de mercado alto para biomassa abastece, o pobre e landless são
acesso às vezes negado para as fontes de combustível tradicionais deles/delas (118). que tem
até mesmo informada que os trabalhadores de fazenda em Haryana, Índia, antigamente pagou
salários de dinheiro, às vezes é pagada ao invés resíduos de colheita ser usada para combustível
(99)--combustível que eles receberam livre previamente.

Em contraste, moradores urbanos têm freqüentemente nenhum escolhido mas comprar o deles/delas
combustível. Again, há numerosas estimativas do fardo financeiro isto
impõe percorrendo até tão alto quanto 30% de renda de família total em Ouagadougou
(34), para 40% na Tanzânia (39), para quase meio em Bujumbura, Burundi (36).
Durante os anos setenta o custo de madeira e carvão aumentou a uma taxa de 1-2%
por ano mais rápido que outros bens (76) . devido à escalação de preço rápida deles/delas
durante os anos setenta, combustíveis fósseis não são freqüentemente alternativas viáveis. Em
Malauí, o uso de querosene recusou 24% entre 1973 e 1976, supostamente,
devido a preços mais altos (34) . Outros notaram impactos semelhantes (71).

O uso de combustíveis tradicionais é importante estimulando o rural
economia. O valor de fuelwood e carvão excede 10% do Total
Produto doméstico em países como Burkina Faso, Etiópia, e Ruanda,
e excede 5% na Libéria, Indonésia, Zaire, Mali, e Haiti (76). Isto
bombas quantias grandes de dinheiro na economia rural e provê muito
emprego precisado para camponeses (Mesa 17) . para prover Ouagadougou com
por exemplo, madeira durante 1975 requereu uns 325,000 pessoa-dias de trabalho
e gerou mais de $500,000 diretamente em renda e um adicional $2.5
milhões em renda por transporte e distribuição (34). Em Uganda, um
calculada são produzidos 16 tonnes de carvão por pessoa-ano (13). Other
estimativas são determinadas em Mesa 18 e referências (71,72) . Em muitos países,
pessoas nas áreas mais pobres onde condições não permitem
expansão de colheita ou produção de animal e a vegetação lenhosa natural é
o único recurso, dependa pesadamente de vendas de lenha para a renda deles/delas
(34,99). que Qualquer programa é posto em lugar para conhecer a escassez de fuelwood,
será necessário levar o emprego imprensa em conta.

Alternativas

Conhecer a escassez de fuelwood crescente (Mesa 9), os governos poderiam importar
combustíveis fósseis como um substituto; planta árvores rápido-crescentes e melhora o
administração de florestas existentes; e desenvolve mais combustível fogões eficientes e
outro equipamento de woodburning, entre outras ações.

Se toda pessoa que usa fuelwood agora trocasse a petróleo fundou combustíveis, o
consumo adicional seria há pouco 3.5% de 1983 produção de óleo mundial. O
custo de querosene e gás de petróleo de liquified (LPG) para todas as necessidades domésticas
seja 15% de exportações de mercadoria totais ou menos para Quênia, Tailândia,
Zimbábue, e muitos outro countries. Importing combustíveis por cozinhar podem então
seja uma resposta importante em tais áreas (152).
Em contraste, para o Níger, Burundi, e outros, um interruptor para combustíveis de petróleo,
quase para necessidades de energia domésticas absorveria todos exportação de mercadoria
salários (152) Esforços de . para estimular uso de gás de butano por subsídios
começou na África Ocidental mas provou ser um fardo financeiro pesado
(34,119). There também é evidência que tais subsídios beneficiam o rico
muito mais que o poor. Em Sumatra Ocidental em 1976, o mais pobre 40% do
população usou só 20% do querosene embora fosse pesadamente
subsidiada (58) . Contudo sem tais subsídios, combustíveis de petróleo são além
o alcance do poor. Nestes áreas, são precisadas de outras ações.

Como uma segunda resposta, podem ser plantações de rápido-cultivar espécies de árvore
desenvolvida para prover combustível (123-126) . dados Extensos em espécies, o deles/delas
padrões de crescimento, e os usos deles/delas são determinados em referências (5,12,102,123,124)
Agências de doador estão gastando uns $100 milhões agora por ano silvicultura acesa
projetos (116), e consolidação de dívida flutuante grande adicional é provida pelo nacional
porém, governos themselves. que A ONU calculou que $1 bilhões
por ano é precisada satisfazer as necessidades mínimas do ano 2000 quando um
escassez de cerca de 1 bilhões metros cúbicos por ano é esperada sem
intervenção (6) . para manter esta soma em perspectiva, porém, deve ser
comparada aos $130 bilhões por ano precisado para todo o setor de energia
desenvolvimento em países em desenvolvimento (154).

MESA 17
Desarranjo de de Fuelwood Custo Fatores para Niamey, Níger

$US/TONNE (*)
Labor por cortar, empacotando, e
que puxa a estrada (price) 8.30 à margem de estrada
Labor para loading/unloading 2.80
Transport licença .35
Transport 5.30
Cutting licença 5.50
Profit 5.50
Total $27.75

Referência de (121); (*) Assume 450 CFA/US $

MESA 18
Labor Exigências para a Produção de Combustível de Floresta
Pessoa-days/Hectare, Uganda
Maximum Mínimo
FUELWOOD 120 50
Carvão de (kilns) portátil 210 88
Carvão de (terra coloca no forno) 308 128

Referência (38)

Plantações podem prover emprego rural (115) de uns 150-500 pessoa-days/hectare
durante os primeiros três anos e quase duas vezes aquela quantia
durante colher (127) . Additionally, plantações e plantando árvores
geralmente possa prover benefits. ambiental muito importante Entre estes
está estabilizando e está protegendo terras de vento e erosão de água, provendo,
proteção para pássaros (que pode comer colheita-destruindo insetos--ou
as próprias colheitas) e outros animais, e provendo terra importante
nutrientes. Estes são revisadas dentro (155).

Porém, plantações de Monocropping ignoram o muitos non-combustível tradicional
usos de florestas como comida, fibra, medicinas, e outros (128). Alguns
espécies rápido-crescentes como Eucalipto, entretanto produtivo e forte, possa
também esvazie materiais de água de chão e terras, seja não comestível como gado
forragem, e impede crescimento de colheita vizinho (5,99) . Para outras espécies,
porém, interplanting com colheitas podem ser valuable. Acácia albida podem
rendimentos de aumento de millet e sorgo por até 3-4 vezes fixando nitrogênio
e bombeando outros nutrientes de fundo dentro da terra. Additionally
provê quantias grandes de forragem de gado durante a estação seca
(102). Outras valiosas espécies incluem o Tamarisk, usado no Irã sulista
controlar salinidade (129).

Alguns países começaram a desenvolver plantações significativas. Brasil, para
exemplo, plantou 5 milhões de hectares prosperamente, principalmente rápido-crescente
Eucalipto, para combustível e polpa desde 1970 (67) . em contraste, na Tanzânia
um calculou foram precisados de 200,000 hectares de plantação em 1983 para se encontrar
as necessidades do país, mas só 7300 seriam plantadas (47) . Substantial
progresso está sendo feito, apesar de às vezes custos altos--mais de $1000 por
hectare em lugares, rendimentos que às vezes foram distante debaixo de expectativas
(127,130), e numerosos outros problemas (5,99,116,125,131,132,155). Em
por exemplo, partes de Quênia woodlots individual estão sendo agora estabelecidos

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amplamente (140) . Em Mesa são comparados 19 vários fóssil e combustíveis renováveis
em base do custo deles/delas e o desempenho dos fogões usados com
eles. Como vista lá, fuelwood é longe menos caro que petróleo fundou
combustíveis ou outra energia renovável options. Embora isto valeu vantagem
diminua em regiões áridas, será provável ainda significante.
Woodlots de aldeia podem reduzir o custo de fuelwood mais adiante (Nota 157-C).
Assim, madeira será uma fonte de energia primária em países em desenvolvimento para o
futuro previsível.

Como uma terceira resposta, melhorando a eficiência com que combustíveis de biomassa são
usada grandemente poderia estender recursos de floresta e a um muito baixo custo. Em
este caso, a vantagem de custo de madeira como um combustível de arte culinária se torna mais até mesmo
aparente (Mesa 19) . A importância dos resultados mostrada em Mesa 19
não possa ser overemphasized. Nenhum outro recurso de energia vem perto do
vantagem de custo de madeira usou em combustível fogões eficientes. Certainly, como
rendas sobem a limpeza e conveniência de qualidade mais alta abastece tal
como querosene, será pagado LPG, ou ethanol alegremente; mas isto não é agora
uma opção viável para muitos do poor. Thus do mundo, um esforço significante
deve ser focalizada no desenvolvimento de fogões que queimam madeira, mas faz assim
completamente e seguramente, com eficiência alta, e aquele é facilmente controlado.

O custo de economizar energia usando um fogão melhorado também pode ser comparado
para o custo de fuelwood. produtor UMA casa típica de oito pessoas
que usam fuelwood por cozinhar em um fogão tradicional (eficiência térmica de
17%) a uma taxa de 300 watts/person aproximadamente 150 GJ de energia consumirá dentro
um dois-ano period. Alternatively, se esta mesma casa fizesse o deles/delas
cozinhando em dois $3 woodstoves de canal-tipo melhorado que observaram
poupanças de combustível de 30-40% no campo (eficiência térmica de 30%, Capítulo,
V), eles consumiriam só 90-105 GJ em cima da vida de dois-ano destes
fogões. que As poupanças de energia seriam alcançadas a um custo de só $0.10-0.13/GJ
--um fator de 10 menos que o custo de plantação produziu
fuelwood (Mesa 19) . que A energia precisada produzir estes fogões não faz
mude este result. Currently, 0.022-0.027 GJ/kg é precisado produzir
acere de minério cru e processos industriais novos poderia reduzir isto para
0.009-0.012 GJ/kg (136) . UM fogão típico poderia usar 2-3 kg de aço e
assim exige para 0.1 GJ que produzam enquanto salvando 25 GJ ou mais em cima de seu
vida.

Não é pretendida que comparando estas opções desta maneira discute isso
fogões melhorados são um substituto por plantar trees. são precisadas Ambos agora
e ambos são componentes importantes de qualquer estratégia de energia de longo-termo.

O custo de prover tal combustível fogões eficientes para toda família em terra
usando biomassa agora abastece por cozinhar seria menos que um 1 GW típico
planta de poder nuclear, ainda economize uns 10-20 vezes como muita energia cada ano como
o reator produziria durante sua vida inteira (153). O desígnio,
produção, e disseminação de barato, combustível fogões de biomassa eficientes
e outras tecnologias são os assuntos dos capítulos seguintes.

CAPÍTULO III

DESÍGNIO DE FOGÃO

Neste capítulo os princípios físicos básicos de combustão e calor
transferência será aplicada ao desígnio de cookstoves que queima biomassa crua
combustíveis como madeira e desperdícios agrícolas e diretrizes por melhorar
a eficiência deles/delas será developed. Estas diretrizes formam a base para
o desenvolvimento de altamente combustível stoves. eficiente que Estes são, porém,
diretrizes only. para determinar os efeitos com precisão em desempenho de
modificações de desígnio várias e aperfeiçoar um desígnio requer diligente
testando como descrita em Capítulo V. A combustão atual e transferência de calor
processos que acontecem em um fogão são muito complicados, muito altamente interdependentes,
e muito variável para modelar e predizer easily. Testando é um imperativo.

Começar a entender como melhorar o desempenho de um fogão, ambos o
limites teóricos como também os limites práticos atuais para fogão
desempenho deve ser understood. que Os limites teóricos são examinados primeiro.

Por exemplo, considere arroz de arte culinária ou porridge. Como mostrada em Mesa 1,
aquecendo as quantias apropriadas de grão seco e molha a ferver e
induzindo as reações químicas necessárias requer, neste caso ideal,
o equivalente de cerca de 18 gramas de madeira por quilograma de comida cozida. Contudo,
arte culinária controlada testa com o fogo aberto requereu uns 268 gramas
de madeira por quilograma de comida cozinhada e até mesmo melhorou fogões de metal têm
usada uns 160 gramas--nove vezes a exigência teórica. (Capítulo V
e referência 2).

Determinar onde o resto desta energia está perdido requer detalhado
trabalho experimental, incluindo monitorando temperaturas de parede de fogão, gás de cano de chaminé,
temperaturas e volumes, e emissões, e só foi terminado em alguns

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casos especiais (3-5) . debaixo do que Alguns destes são esboçadas em Figura 1.


MESA 1
Energia de Requereu Por Cozinhar

Temperature Energia Específica Required Wood Equivalent Total
Heat para Cooking Químico (gramas)
Comida kJ/kg[degrees]C de Change [degrees]C Reactions Energia por Comida de kg
KJ/kg de kJ/kg Cooked
Arroz 1.76-1.84 80 172 330 (*) 18
Polvilhe 1.80-1.88 80 172 330 (*) 18
Lentilhas 1.84 80 172 330 (* ) 18
Carne 2.01-3.89 80-- 160-310 9-17
Batatas 3.51 80-- 280 16
Legumes 3.89 80 -- 310 17

(*) Isto inclui água suficiente por cozinhar mas nenhum para evaporação
(* *) Para madeira com um valor calorífico de 18 MJ/kg.
Referências (1,3).

Destes aquecem equilíbrios, podem ser feitas várias observações.

o Generally que a perda maior, 14-42% da energia de contribuição, está através de batida
Condução de em e pelo walls. Em fogões volumosos

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Fogão de (lb de Figura) é administrado por e perdido do exterior

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se aparecem.

o A perda de energia em contas de gás de cano de chaminé quentes para uns 22-39% do
somam contribuição ao woodstove. que A eficiência de energia de um fogão pode ser
aumentou dramaticamente fazendo uso da energia neste gás de cano de chaminé quente
por convective melhorado aquecem transferência à panela.

o Embora não explicitamente detalhou em Figura 1a, em fogos abertos brilhante

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aquecem transferência é o mecanismo para dois-terços da transferência de calor para
a panela e grandemente não pode ser aumentada (7).

o As perdas de energia devido a combustão incompleta são relativamente pequenas,
tipicamente menos que 8% da contribuição energy. O maior problema com
combustão incompleta é a emissão de monóxido de carbono venenoso e
Hidrocarboneto de --muitos dos quais é carcinogenic tóxico, plano (8).

o Typically meio a energia que entra na panela está perdida na forma de vapor

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Perdas de também acontecem entrando aquela energia no pot. Eliminating isto
cozinham em vapor perda controlando o fogo mais cuidadosamente pôde, em princípio,
reduzem uso de energia total por meia. Similarly, convective aquecem perdas de
a superfície da panela é bastante importante (Figura 1d) . Para panela típica

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Perda de taxa de 700 W/[m.sup.2] (42,43), um 28-cm-diâmetro panela cilíndrica com
10-cm exposto a ar ambiente energia perderá à taxa de 100 W.
Durante uma hora, este é energetically equivalente para 20 gramas de madeira.

FIGURE 1: Calor Equilibra Cozinhando Fogões

Figure 1a: Fogo Aberto tradicional

Equilíbrio de Energia final:
Gains:
8% absorvidas por água e comida
Perdas de :
10% perdidas por evaporação de panela
82% perdido a ambiente
Referência (6)

Figure 1b: Dois metal de uninsulated de panela
fogão de madeira com chaminé.

Equilíbrio de Energia final:
Gains:
17.6% absorvidas por primeira panela
10.3% absorvidas por segunda panela
a fração perdida por evaporação
de panelas é desconhecido
Perdas de :
2% absorvidas por corpo de fogão
40.4% perdidas por transmissão e radiação
de corpo de fogão
22.2% perdido como energia térmica em
cano de chaminé gases
7.8% perdido devido a combustão incompleta
Referência (5)

Figure 1c: Dois panela madeira volumosa
fogão com chaminé.

Equilíbrio de Energia final:
Gains:
11.8% absorvidas por primeira panela
3.6% absorvidas por segunda panela
Perdas de :
29.2% absorvidas por corpo de fogão
1.9% perdidas por transmissão e radiação
de corpo de fogão
39.0% perdido como energia térmica em
cano de chaminé gases
2.7% perdido devido a combustão incompleta
11.8% unaccounted para
Referência (5)

Figure 1d: Três madeira de massa de panela
fogão com chaminé.

Equilíbrio de Energia final:
Gains:
6% absorvidas por água e comida
Perdas de :
4% perdidas por evaporação de panelas
2.1% perdido de superfícies de panela
13.9% absorvidas por corpo de fogão
30.2% perdido como energia térmica em
cano de chaminé gases
1.1% perdido como monóxido de carbono
1.9% perdido evaporar umidade dentro
abastecem
5.9% perdido como calor oculto de vaporização
de água produziu
através de combustão
11.% perdido como resíduo de carvão
Referência (3)

Figure 1e: Fogão de carvão tailandês.

Equilíbrio de Energia final:
Gains:
3.1% absorvidas por água e comida
Perdas de :
4.6% perdidas por evaporação de panela
0.2% perdeu através de transmissão e
Radiação de de tampa de panela
13.0% absorvidas por corpo de fogão
1.3% perdidas por transmissão e radiação
de corpo de fogão
2.1% perdido como energia térmica em
cano de chaminé gases
0.7% perdido como dívida de monóxido de carbono
para combustão incompleta
75.% perdido na conversão de
Madeira de para carvão
Referência (4)

Melhorando a eficiência de combustível de um fogão assim requer atenção para um
número de factors. diferente Entre estes é:

Combustão Eficiência: de forma que como muito da energia armazenada no combustível
como possível é libertada como calor.

Heat Eficiência de Transferência: de forma que como muito do calor gerada como
possível é transferida de fato aos conteúdos do pot. Isto
inclui condutivo, convective, e radiative aquecem processos de transferência.

Control Eficiência: de forma que só tanto calor quanto é precisada cozinhar o
Comida de é gerada.

Panela Eficiência: de forma que como muito do calor que alcança os conteúdos
da panela como possíveis restos lá cozinhar a comida.

Cooking Eficiência de Processo: de forma que como pouca energia como possível é
causava a physico-substância química muda ocurring cozinhando comida.

A combustão e eficiências de transferência de calor são combinadas freqüentemente para
conveniência e é então termed a eficiência térmica do fogão. Quando
eles também são combinados com a eficiência de controle, os três são junto
termed o fogão efficiency. testes Diferentes medem combinações diferentes
deste factors. água de poder Alta testes ferventes, por exemplo,
meça o efficiency. High/low térmico dão poder a água testes ferventes e
testes de arte culinária controlados são dois métodos diferentes de medir o fogão
eficiência.

A eficiência de transferência de calor será discutida primeiro em termos do
condutivo, convective, e radiative processa andamento em dentro e ao redor do
fogão. do que Estes processos são esboçados em Figura 2. Os outros aspectos

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será discutida eficiência em turn. Os apêndices documentam o texto dentro
detalhe e provê referências extensas para mais adiante leitura.

CONDUÇÃO

A temperatura de um sólido, líquido, ou gás é uma medida de como rapidamente o
átomos e moléculas dentro disto são moving: o mais rápido eles estão movendo o
mais quente a substância is. Em gases e líquidos, transferência de calor condutiva
acontece quando moléculas de velocidade altas colidem fortuitamente com moléculas mais lentas,
cedendo deste modo para cima algum do energy. deles/delas, calor é gradualmente
transferida de regiões de temperatura mais altas a esses a mais baixas temperaturas.
Por causa da baixa densidade deles/delas e a baixa taxa de colisão conseqüente
entre moléculas, gases têm uma baixa condutividade térmica. qualidade Alta
isoladores tiram vantagem disto apanhando milhões de ar de miniscule
bolsos em uma matriz de (muito poroso ou esponjoso) material: a maioria de tal
isoladores são na realidade air. O material sólido é lá só segurar o
areje em lugar--prevenir correntes de ar que aumentaria o calor
transfira rate. Thus, tais isoladores perdem algum do valor separando deles/delas
se eles estão comprimidos que reduz o tamanho das bolsas de ar ou adquire
molhe que enche as bolsas de ar com água de condutividade mais alta.

MESA 2
que Propriedade Típica Avalia às 20[degrees]C

material Densidade de Térmica Calor Específico
Condutividade de kg/[m.sup.3] J/kg[degrees]C
Metais W/m[degrees]C (*)
Steel Liga 35 (10-70) 7700-8000 450-480
Sólidos de Nonmetallic
Cement 0.8-1.4 1900-2300 880
Isoladores
Fibra de vidro de 0.04 200 670
Líquidos
Water 0.597 1000 4180
Gases
Air 0.026 1.177 1000
(*) Veja Apêndice eu para a definição e conversão de unidades.
Referência (9). Uma mesa mais completa é determinada em Apêndice UM.

Em um sólido, calor é administrado como átomos rapidamente vibrando excite e
acelere a taxa de vibração de mais lentamente vizinhos comoventes. Additionally,
em calor de metais é administrada como elétrons grátis com um movimento de velocidade alto
de regiões a uma temperatura alta em regiões a uma mais baixa temperatura
onde eles colidem com e excitam atoms. em geral, condução de calor por
tais elétrons são muito mais efetivo que que átomos excitando adjacente
cada other. por isto, metais (que administram eletricidade) tenha muito
condutividades térmicas mais altas que sólidos eletricamente isolantes.

Uma mesa breve de condutividades térmicas e outros fatores é apresentada dentro
Mesa 2 above. que Os pontos há pouco fizeram sobre a baixa condutividade de gases,
a condutividade alta de metais, e isoladores de qualidade que são principalmente ar
(note a baixa densidade) pode ser vista claramente nesta mesa.

Condutividade Térmica calculando

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A condutividade térmica de uma lata de objeto
seja expressada aproximadamente pela equação

KA([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
Q =--------------------------- (1)
S

onde Q é a taxa de transferência de calor, k é
a condutividade térmica do material,
Um é a área, s é a espessura do
conteste por qual calor está sendo administrado,
e ([T.sub.1-[T.sub.2]) é a diferença de temperatura
entre o sides. Thus quente e frio, vemos nós que se o prato é
grande e magro (A/s grande) a taxa de tranfer de calor será grande. Se o
prato é pequeno em área e grosso, mais como uma vara (A/s pequeno), a taxa de
transferência de calor também será small. com os que A transferência de calor varia diretamente
a condutividade térmica e a temperatura diferenciam pelo objeto
(Apêndice UM).

Porém, usando esta equação só para a transferência de calor por um fogão
parede conduziria a valores que também são muitas vezes large. A transferência de calor
em e fora de um objeto depende das condutividades para e do
superfícies como também a condutividade dentro do próprio objeto (Apêndice
Um). Em alguns casos, sujeira ou camadas de óxido podem reduzir a transferência de calor
pela superfície; em outros casos, o ar à própria superfície significativamente
reduz o calor então transfer. Taking isto em conta dá

A([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
Q =------------------------
1 S 1
- + - + -
[H.SUB.1] K DE [H.SUB.2] (2)

onde [h.sub.1] e [h.sub.2] é os superfície calor transferência coeficientes internos e exteriores
(Apêndice B) . valores Típicos para h ainda são 5 W/[m.sup.2][degrees]C dentro areje a mais de 15
W/[m.sup.2][degrees]C em um 3 m/s moderado wind. O inverso avalia 1/h e s/k são o
resistências térmicas para aquecer transfer. valores Típicos da corrente térmica
resistências (s/k) para paredes de fogão diferentes são 0.0000286 [m.sup.2][degrees]C/W para 1-mm-grosso
acere, 0.04 [m.sup.2][degrees]C/W para barro incendiado 2-cm-grosso, e 0.10 [m.sup.2][degrees]C/W para um
Wall. concreto 10-cm-grosso em contraste, a resistência térmica do ar
à superfície da parede de fogão (1/h) é 0.2 [m.sup.2][degrees]C/W para ainda areje e
0.0667 [m.sup.2][degrees]C/W para um 3 m/s wind. para o que Estes valores devem ser dobrados então
responda pelo interior e fora de superfícies.

Assim, é a resistência de superfície, não a resistência para aquecer transfere de
o próprio material, que principalmente determina a taxa de perda de calor
pelo fogão wall. Isto é verdade até muito baixa condutividade (alto
resistência térmica) materiais como isolamento de fibra de vidro são usados.
Por exemplo, fibra de vidro tem uma resistência térmica (1/k) tipicamente aproximadamente 25
m[degrees]C/W ou, para um forro 4-cm-grosso, uma resistência total (s/k) de cerca de mim
[m.sup.2][degrees]C/W. Neste caso o isolamento, não a resistência da superfície,
camadas de ar, é o primário determinante da taxa do fogão de perda de calor.

A taxa estatal fixa de perda de calor por uma parede de fogão de metal pode ser agora
crudely estimated. Se a parede tem uma área de 1mx0.2m-0.2[m.sup.2], uma temperatura
diferença de 500[degrees]C entre o interior e fora de, e está em ainda ar

(.2)(500)
Q =------------------------ = 250 watts
(.2) + (0.0000286) + (.2)

Se a resistência da camada de limite de superfície de ar tivesse sido ignorada, um
taxa de perda de calor 14,000 vezes maior teria sido calculada--um
valor absurdamente grande.

Transferência de calor condutiva também leva calor pela panela para seus conteúdos.
Panelas de alumínio de condutividade altas podem economizar energia comparada a barro
panelas porque eles administram o calor do fogo mais prontamente à comida.
Porém, ao mesmo tempo panelas de alumínio sofrerão maior perda de calor
que panelas de barro do interior morno para as porções do exterior expostas
para air. ambiente frio Estas porções da panela poderiam ser separadas
reduza este calor loss. O coeficiente de transferência de calor global de alumínio
foram calculadas panelas para ser aproximadamente 18 W/[m.sup.2][degrees]C comparou a 9.7 W/[m.sup.2][degrees]C para
panelas de barro (3,10) . Em arte culinária controlada testa com panelas de alumínio, combustível,
poupanças eram aproximadamente 45% (3) comparou a usar barro pots. Coating alumínio
panelas com lama para proteger o brilho deles/delas, ou permitindo uma camada grossa de fuligem para
construa no lado de fora reduza a eficiência de energia das panelas e deveria ser
desencorajada. além do desempenho alto deles/delas e facilidade de cozinheiros de uso
prefira panelas de alumínio porque, panelas de barro incendiadas tradicionais distintas, eles,
não vá break. Em uns muito poucos anos a produção e uso de panelas de alumínio
esparramou amplamente em muitos países em desenvolvimento.

Armazenamento Térmico calculando

Outro fator de importância em cálculos de transferência de calor condutivos é
a habilidade de um material para armazenar energia térmica, medido como seu
heat. específico O calor específico de um material é a quantia de energia
exigida elevar a temperatura de 1 kg de sua massa antes das 1[degrees]C. Para um determinado
conteste, a mudança no calor total armazenado é então determinada por

DE - [MC.SUB.P](DT) (3)

onde M é a massa do objeto, [C.sub.p] é seu calor específico, e (dT) é seu
mude em temperature. Thus, se a parede de uns 3 kg metal fogão aumentos
antes de 380[degrees]C durante uso, está a mudança em energia armazenada em sua parede

DE = (3kg)(480Ws/kg[degrees]C)(380[degrees]C) = 547200 Ws ou 547.2 kJ

Assim, a condutividade térmica leva energia térmica por um material;
o calor específico e massa de uma loja de objeto esta energia de calor. O
maior a massa e calor específico de um objeto o mais energia que pode
armazene para uma determinada mudança em temperature. Thus um de modo térmico volumoso (grande
[MC.sub.p]) objeto esquenta lentamente para cima; um de modo térmico de peso leve (pequeno [MC.sub.p]) objeto
esquente rapidamente. Isto é chamada a inércia térmica de um objeto e é
um parâmetro de desígnio importante em fogões.

Cálculos de Perda de parede

Reduzindo a perda de calor em e pelas paredes de fogão para o exterior
requer uma análise detalhada do processo de condução que é apresentado
em Apêndice A. revisando estes cálculos, é importante a nota
primeiro que eles estão baseado em um particular assumida câmara de combustão
geometria e fluxo de calor do fire. por causa disto, os valores listaram
debaixo de está em watts, graus, etc., em lugar de em unidades de dimensionless.
Segundo, para simplicidade e conveniência os cálculos eram assumindo terminados
que o fogo é persistido em um único nível de poder todo o time. Thus, o
resultados listados são intermediário entre esses observadas em prática para o
poder alto fase fervente e o baixo poder que chiam fase devido ao
valores assumidos para o calor fluxes. Embora são trocados os valores dados
por estes fatores, eles mostram tendências que permanecerão não obstante o mesmo
para qualquer câmara de combustão.

Quando cozinhando começar, as paredes do fogão são cold. Com tempo que eles esquentam
em uma taxa determinada pela massa deles/delas e calor específico como discutida
sobre. paredes De peso leve têm uma baixa inércia térmica e esquentam depressa.
Paredes grossas, pesadas esquentam mais slowly. Heat perda da câmara de combustão
é determinado por como depressa estas paredes esquentam e subseqüentemente quanto
aqueça a parede perde de seu fora de surface. para Isto é mostrada claramente dentro

bse4x37.gif (600x600)


Figure 4, onde o mais grosso a parede o mais lentamente esquenta.

Embora uma parede grossa de material de calor específico alto denso pode ter
ligeiramente mais baixa perda de calor que uma parede mais magra depois de várias horas (Veja
Apêndice UM), ocupa muitas horas mais para a mais baix