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  FICHA Nº131
 
  Gasificadores de leña
 
 
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Descripción
Los gasificadores de leña son artefactos de alta eficiencia que sirven para secar productos agrícolas, calefaccionar ambientes, cocinar alimentos y generar potencia mecánica por medio de motores de combustión interna. Según su utilización, en los gasificadores de leña los procesos de combustión pueden ser ascendentes (cocinas, calefactores) o descendentes (secaderos y motores de combustión).

Una de sus aplicaciones productivas más importantes es el secado de alta calidad de productos agrícolas (granos, yerba, té, etc.), economizando leña y logrando una mayor automatización del proceso de trabajo. Tradicionalmente, para evitar la contaminación de los productos por humo, el aire caliente se obtiene a través de intercambiadores de calor, perdiéndose aquí la mitad de la energía generada. El uso de gasificadores permite el aprovechamiento directo del calor generado, sin la necesidad de intercambiadores de calor y con una alta eficiencia de combustión ya que se pierde sólo el 30% de la energía de la leña. El tamaño del gasificador dependerá de la cantidad de energía requerida en cada caso.

El artefacto utilizado para el secado de granos se construye con ladrillos y hormigón armado. Consta de una cámara de combustión primaria y otra de combustión secundaria que se encuentra debajo de la primera. Por medio de una chimenea térmica o pequeños ventiladores, el calor es orientado directamente a la cámara de secado.

Contexto de uso
Los gasificadores de leña fueron empleados en una variedad de procesos industriales. Sus principales usos incluyen el secado de productos agrícolas (yerba, té y granos), la calefacción de ambientes y producción de agua caliente (viviendas, escuelas, depósitos de yerba mate, invernaderos, criaderos de aves) y la obtención de fuerza mecánica por medio de motores de combustión. Su uso generalizado en automotores se produjo en Europa durante la Segunda Guerra Mundial cuando escaseaba el petróleo. Aunque en Misiones se encontraba muy difundido en el año 1945, con el tiempo su uso se fue abandonando.

En Misiones, el principio de gasificación de leña ha sido utilizado en el diseño de calefactores para viviendas rurales, escuelas, puestos de salud, comisarías, invernaderos, criaderos de aves y cerdos, en cocinas utilizadas en comedores comunitarios y en las chacras para la producción familiar de dulce, azúcar y otros alimentos para consumo humano y de animales domésticos. Recientemente se desarrolló una cocina para el Instituto Provincial de Desarrollo Habitacional (IPRODHA), con múltiples funciones destinadas a satisfacer las necesidades domésticas de las viviendas rurales (cocción, vapor, agua y aire calientes).

Desempeño
En Misiones, donde se producen precipitaciones 100 días al año, se utiliza una gran cantidad de leña para el secado de yerba y té. Debido a la inexistencia de sistemas adecuados de secado y al exceso de humedad ambiental, la calidad de los productos se deteriora y, en algunos casos, se pierden las cosechas al no poder mantener las condiciones apropiadas de humedad para almacenar los productos.

Los sistemas antiguos de combustión, que utilizan la tradicional rejilla o parrilla, presentan el inconveniente de la obstrucción de la entrada de aire debido a la acumulación de cenizas, lo que disminuye el rendimiento de la combustión. En los gasificadores, la parrilla es reemplazada por un orificio circular que facilita la evacuación de cenizas. La tecnología de la gasificación mejora la calidad de secado, minimiza los riesgos de pérdida de productos agrícolas, reduce el consumo de leña y facilita los procesos de trabajo (una vez cargado el depósito de leña, no es necesario controlar el fuego hasta que se termine el proceso de secado).

Costo
Los gasificadores de leña son de construcción sencilla y permiten la utilización de materiales locales. Los costos de construcción de los diferentes artefactos (según aplicaciones) son bajos y accesibles y dependen de las necesidades de energía y del tipo de proceso que se implemente. Para el secado en muy pequeña escala, pueden construirse artefactos sencillos, utilizando tambores de 200 l, chimeneas de chapa galvanizada y ladrillos. Estos gasificadores sirven para generar calor en invernaderos, criaderos y todo tipo de ambientes. De acuerdo a la terminación requerida por cada aplicación específica, su costo puede variar entre 70 y 150 pesos.

Para el caso de secaderos del tipo industrial, el costo asciende a aproximadamente $1.500. Este equipo consta de un gasificador de 3 m de altura y puede secar 2.500 kg de maíz, con una carga de leña de 150 kg y un tiempo de secado de 2,5 horas.

Su construcción requiere dos albañiles trabajando durante 5 días (10 jornales) y 2 jornales de herrero. Los insumos necesarios son: ladrillos, cemento, cal, arena, hierro, chapas de construcción, motores eléctricos y sopladores. Según los requerimientos específicos de cada proceso, para la circulación del aire caliente se puede utilizar ventiladores industriales o chimeneas térmicas.

Por otra parte, el costo de las cocinas de múltiples funciones (horno, cocción, vapor y aire caliente) como la que se diseñó para el IPRODHA, es de $1.500. Para su construcción se utilizaron chapas de hierro y acero inoxidable, cañerías galvanizadas, ladrillos refractarios y chimeneas. El tiempo empleado para su fabricación, es de 20 jornales de taller (dos operarios durante 10 días).

Tradicionalmente, la industria utiliza sistemas con intercambiadores de calor. El bajo consumo de leña de los gasificadores y la automatización del proceso, reduce notablemente los costos.

Las operaciones de funcionamiento y mantenimiento de los gasificadores son sencillas, consisten en la carga de leña y la extracción de las cenizas. El costo de mantenimiento de los gasificadores variará en función de la complejidad de los procesos de secado.

Resultados esperados
Los principales resultados derivados de la introducción de esta tecnología, se relacionan con la economía y eficiencia respecto de los procesos de combustión utilizados tradicionalmente, el mejoramiento de la calidad de los alimentos para la salud humana y animal, la mayor sencillez en la operación de secado aliviando el trabajo de los agricultores y obreros rurales, la conservación de los bosques nativos al reducir significativamente el consumo de leña.

La ausencia de humo en la combustión con gasificadores, reduce la contaminación del medio ambiente y su mayor eficiencia permite la conservación de montes nativos por ahorro de leña. Además plantea la necesidad de reforestar con especies aptas para la producción de leña, adecuada a este tipo de tecnologías. El automatismo del funcionamiento de los gasificadores, facilita las tareas en la pequeña industria y reduce también los costos de inversión en equipos y materiales.

Adaptación
Como los gasificadores son de construcción sencilla, son de fácil adopción en la pequeña industria, establecimientos y viviendas rurales. Son fácilmente adaptables a la transformación de los procesos de secado tradicionales, ya que, con una sencilla capacitación previa (sobre todo para evitar accidentes), no requieren mano de obra especializada para su construcción y funcionamiento. El tamaño del gasificador se puede adaptar a las necesidades de calor, reduciendo o incrementado las dimensiones según la escala de producción de que se trate. En los casos en que no se disponga de energía eléctrica, los ventiladores de conducción del aire caliente pueden funcionar con un motor de combustión o mediante chimeneas térmicas de extracción.

Institución
Esta tecnología es ofrecida por el Grupo de Energías Renovables de la Universidad Nacional de Misiones (GERM-UNaM). El GERM cuenta con abundante información y documentación audiovisual (fotografías, videos) de las experiencias desarrolladas. El Programa de Investigaciones de las Energías Renovables para el Desarrollo de Comunidades (PIERDECO) de la Facultad de Ingeniería y Universidad y Energía de la Secretaría de Ciencia y Técnica de la Universidad Nacional de Misiones, ofrecen también propuestas tecnológicas similares. INCUPO Resistencia ha desarrollado esta tecnología aplicada a motores de combustión, utilizando carbón como combustible.

El GERM difunde sus tecnologías a través de los medios de difusión masivos, exposiciones, congresos, encuentros, ferias de productores y, fundamentalmente, las experiencias de campo con diferentes comunidades e instituciones rurales.

Para mayor información contactar con:
Ing.
Erik Barney y la Lic. María Rosa Fogeler
(
barney@fiobera.unam.edu.ar)


 
 
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