Diseño y construcción de una cocina gasificadora pirolítica de bosta para la zona rural del departamento de Puno.

Abstract

La presente investigación, de tipo teórico-experimental, tuvo como objetivo diseñar y construir una cocina gasificadora tipo TLUD utilizando las biomasas de bosta de vaca y alpaca como combustibles, promoviendo una alternativa energética sostenible para comunidades rurales. Se realizaron los análisis químicos y físicos confirmando la viabilidad de ambas biomasas, con poderes caloríficos superiores de 17,874 kJ/kg para la bosta de vaca y 15,299 kJ/kg para la de alpaca en base seca. Se construyó un prototipo experimental para determinar parámetros fundamentales para el diseño final. En el reactor, la bosta de vaca alcanzó un índice de gasificación específica de 116.37 kg/m²-h y una temperatura máxima de 543 °C, mientras que la de alpaca registró 91.05 kg/m²-h y 577 °C. En la etapa final, se diseñó un reactor de 137 mm de diámetro y 423 mm de altura en material de acero inoxidable, con recubrimiento de fibra cerámica de alta densidad para reducir pérdidas térmicas y un sistema de aire forzado con un ventilador de 12V, asegurando una estabilidad y eficiencia. Las pruebas de eficiencia térmica, basadas en el protocolo de ebullición de agua, mostraron valores del 28% para la bosta de vaca y del 42% para la de alpaca, con ahorros de combustible del 19.4% y 53.8%, respectivamente, frente a la cocina tradicional de tres piedras.Las emisiones de monóxido de carbono fueron seguras (9 ppm) con la bosta de alpaca, mientras que las de vaca excedieron los límites recomendados, resaltando la necesidad de optimizar el diseño. El balance energético indicó una eficiencia energética del reactor del 67% para la bosta de vaca y del 68% para la de alpaca, con potencias generadas de 3.749 kW y 3.021 kW, respectivamente.