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PROYECTO INNOVA CORFO, 2009-2011.

Desarrollo de tecnologias de combustion de leña, mas limpias y eficientes, para uso domiciliario

Director Dr. Edelio Taboada Valdés, etaboada@uct.cl

Director Alterno Dr. Luis Díaz Robles, ldiaz@uct.cl

Descripción del Proyecto

En este proyecto se abordan los aspectos técnicos relacionados con el desarrollo de nuevas tecnologías de combustión residencial de leña, que permitan la generación de equipos de mayor eficiencia térmica y mínimas emisiones, respecto de los existentes en el mercado nacional.

Se obtendrán los siguientes prototipos: Estufa(s) modificadas a partir de las existentes, estufa(s) con diseño totalmente nuevo, cocina(s) modificadas a partir de las existentes, cocina(s) con diseño totalmente nuevo. Estas nuevas tecnologías serán transferidas a los fabricantes para su producción y comercialización. Además, durante el estudio se generarán antecedentes técnicos que serán utilizados como base para generar futuras normas secundarias de contaminación ambiental y para certificar equipos residenciales de combustión.

También se implementará un laboratorio de emisiones con la capacidad de certificar, bajo normas nacionales y/o internacionales, equipos de combustión a leña. La pertinencia técnica del desarrollo de estas tecnologías depende de la correcta utilización de las herramientas más avanzadas en: Transferencia de Calor, Cinética y Diseño de Reactores y Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), FLUENT.

Con estas herramientas se buscará alcanzar las 4 condiciones básicas necesarias para una combustión limpia: altas temperaturas, turbulencia, tiempo de residencia y relación aire-combustible óptima. Para lograr estas condiciones se determinarán las condiciones de aislamiento de la cámara de fuego y la segunda cámara de combustión, la exacta localización de elementos mecánicos que generen turbulencia, el precalentamiento del aire primario y secundario, y la selección de las zonas de mezclado a partir de los perfiles de concentración y temperatura obtenidos por simulación (CFD). Además, para lograr el aprovechamiento eficiente de la energía generada durante la combustión se modificarán las áreas de transferencia de calor con la incorporación de superficies extendidas.

Para el diseño de los equipos es necesario caracterizar completamente los combustibles y las emisiones generadas bajo diferentes condiciones y generar los modelos cinéticos de las reacciones. Estos experimentos se realizarán empleando la técnica de análisis termogravimétrico junto con calorimetría diferencial de barrido complementada con cromatografía gaseosa acoplada a un detector de masa. Estos equipos permiten realizar los experimentos de manera controlada, con alta precisión en los resultados y ahorro sustancial de tiempo. El material particulado se medirá empleando túnel de dilución al que se acoplarán sensores para medir el material particulado y gases.

Las empresas que reciban estas nuevas tecnologías tendrán una ventaja competitiva en el mercado. Además, la reglamentación ambiental favorecerá cada vez más la comercialización de estos equipos ambientalmente más limpios. La asimilación por parte de las empresas será inmediata, ya que se emplean los mismos métodos y procedimientos conocidos por estas. Dentro de los beneficios económico-sociales no cuantificables esperados en este proyecto tenemos la disminución de la mortalidad y morbilidad atribuibles al material particulado respirable. Además, el desarrollo de un centro de innovación y certificación de tecnologías de combustión en el sur de Chile, que apoyará la labor de evaluar el impacto de la contaminación y generará tecnologías eficientes, adecuadas a la realidad local y que permitan disminuir la problemática y sus costos asociados. El desarrollo y adecuación de normas técnicas que homologuen y certifiquen la calidad de los equipos de combustión también contribuirá a la disminución de los contaminantes. Al desarrollar tecnologías locales, para evitar la contaminación atmosférica, se producirá un mejoramiento de la competitividad país y región en el componente innovación tecnológica. El proyecto contribuirá al mejoramiento de la calidad de vida de la población al habitar en un entorno menos contaminado y será un precedente más de los beneficios que genera la responsabilidad social de las universidades y las empresas al trabajar en una solución para el bien de toda una comunidad.