MARCO TEORICO COCINA TRADICIONAL Las cocinas tradicionales son llamadas también “cconchas”, “tullpas” ó “bicharras”. Debido a su diseño rústico innovado por las propias familias, estas cocinas no regulan la concentración del humo al exterior del ambiente siendo además poco eficientes para el ahorro de combustible sólido (leña, bosta, yareta, uscha, etc.), pero que de una u otra manera contribuyen a mejorar la calidad de vida de las familias beneficiadas. En los últimos años, existen en el ámbito rural del país cerca de medio centenar de organismos de desarrollo promoviendo la “cocina mejorada”, cada uno con sus particularidades en cuanto diseño técnico y objetivos de intervención. Varios de ellos, han recreado y perfeccionado el modelo de sus cocinas mejoradas a partir del fogón tradicional agregando en algunos casos una chimenea rustica, losa ó diseñando una cámara de combustión cerrada y promoviendo su construcción y uso de manera participativa con las familias. FOGÓN TRADICIONAL Un fogón tradicional generalmente es de tres piedras (o ladrillos) de similar tamaño dispuesto en un triángulo equilátero de tal forma que entre piedra y piedra queda un espacio para el suministro de leña. Un fogón tradicional, alcanza 90% de eficacia a la hora de convertir el combustible a calor, pero sólo una pequeña proporción de 10% a 40% del calor producido llega a la olla. CARACTERÍSTICAS DEL USO DEL FOGÓN TRADICIONAL Mal sabor en las comidas: Por falta de un sistema de escape para el humo, los alimentos adquieren sabor a hollín. Tizne y partículas de polución en la ropa: Por contacto directo con el humo. Mala postura: Para evitar quemaduras la persona toma una posición incorrecta en el momento de cocinar lo que a la larga puede derivar en problemas vertebrales y lumbalgia. Mayor peligro de volcamientos y quemaduras: Dada la poca rigidez y a la precaria construcción, existe mayor riesgo de quemaduras de distinto grado tanto por el volcamiento de la olla como por contacto directo con el fuego. Mayor consumo de tiempo: Al momento de preparar los alimentos. En las siguientes figuras11 se puede observar las características de uso de un fogón tradicional. COCINA MEJORADA Una cocina mejorada es aquella cocina que utiliza biomasa como combustible y que ofrece mejores condiciones que la cocina tradicional; menor emisión de humo al interior de la vivienda; menor consumo de combustible que repercute en menor emisión de gases de efecto invernadero y mejores condiciones de seguridad. Características de uso de una cocina mejorada • • • • • Evita la contaminación en el interior de la vivienda con humo tóxico, ceniza, hollín y sus funestas consecuencias en cuanto a salubridad. Mayor aprovechamiento del calor (eficiente transferencia de calor, menor consumo de combustible). Mayor seguridad; evitando posibles quemaduras. Higiene en general. Disminución de la presión sobre los bosques. Principales Componentes de la Cocina Mejorada a. Armazón de la Cocina Es la estructura base, construidos con diferentes tipos de materiales de albañilería existentes en la zona: adobe y barro o ladrillo y cemento o ladrillo y barro o piedras más barro. b. Cámara de Combustión Generalmente es hecha artesanalmente. Se presenta de diferentes formas (Fig.3.3). La cámara de combustión permite concentrar y dirigir el fuego hacia las ollas durante la combustión. Habitualmente se monta con un recubrimiento de aislante exterior que por lo usual es ceniza. En el interior de esta cámara se coloca la leña y ahí ocurre la combustión. La cámara de combustión debe ser construida con materiales que soporten altas temperaturas y de bajo coeficiente de conducción térmica tal que disminuya las pérdidas de calor a través de las paredes internas de la cámara de combustión. c. Rejilla Metálica Varios modelos de cocinas mejoradas optan por una plancha metálica o parrilla de fierro (Fig.3.4). Este componente cumple dos funciones, en la parte superior sostiene la leña y en la parte inferior permite la circulación de aire. d. Hornillas La hornilla es donde se ubican las ollas, generalmente en la parte inferior consta de varillas de fierro ó túmulos de barro que sirve de soporte para las ollas, inmediatamente debajo de éste accesorio se encuentra ubicada la cámara de combustión donde ocurre la combustión del combustible. Entre hornillas consecutivas se hallan ductos que permiten la circulación del flujo de aire y gases calientes. Esto permite aumentar la turbulencia y dirigir el flujo del aire caliente hacia las ollas y los gases de combustión hacia la chimenea. e. La Losa Se presentan de diferentes materiales constan desde losas de concreto, fierro negro y hasta planchas de fierro fundido; las cuales presentan orificios denominadas hornillas, donde se insertan las ollas (Fig. 3.5). f. Chimenea Es una estructura que puede ser de adobe y/o metal galvanizado, cuya función es inducir el ingreso de aire al interior de la cámara de combustión y evacuar el humo al exterior del ambiente de cocina. Esta “fuerza” que jala el humo al exterior se denomina “tiro”. Ocurre porque los gases calientes del fuego son más livianos que el aire circundante, y por tanto suben llevando consigo una corriente de aire caliente a lo largo de la cocina. La fuerza del tiro también succiona aire por la entrada de la cámara de combustión. HORNO Un horno es un dispositivo que genera calor y que lo mantiene dentro de un compartimento cerrado. Se utiliza tanto en la cocina para cocinar, calentar o secar alimentos, como en la industria. Desde el punto de vista del consumo energético son artefactos de cocción tradicionales los menos eficientes y los que más emisiones de contaminantes intradomiciliarios emiten. PRINCIPIOS DE DISEÑO DE COCINAS MEJORADAS Para poder reducir las emisiones y el consumo de leña en las cocinas mejoradas, el diseñador de cocinas debe esforzarse principalmente en que la cocina realice una combustión completa y eficiente, con el fin de proteger la calidad del aire dentro y fuera de la casa, asegurándose que la mayor cantidad de calor se transmita a las ollas. El Dr. Larry Winiarski15, ha realizado estudios de investigación de diseño de cocinas mejoradas las cuales son utilizadas por diversas organizaciones internacionales para crear cocinas mejoradas. Los principios de diseño combinan la combustión limpia y completa junto con la optimización del intercambio térmico. Algunos ejemplos de cocinas mejoradas diseñadas aplicando los principios de diseño son: Cocina con Plancha hecha por HELPS en Guatemala, la EcoStove hecha por PROLEÑA en Nicaragua, la Cocina Justa hecha por AHDESA y por “Trees, Water and People” en Honduras, la cocina ProBec de Sudáfrica, la nueva generación de cocinas GTZ (actualmente GIZ) en África, y la famosa cocina Rocket han sido todas diseñadas con éstos principios, (todo tipo de cocina de alimentación intermitente de leña puede diseñarse primero conforme a las necesidades de la población local y terminar por adoptar los principios de diseño). En la guía de diseño16 se analizan 10 principios de diseño, sin embargo en este documento se analizarán solo 5 principios, debido a que los otros 5 principios son recomendaciones de buen uso que el usuario y/o beneficiario deberá tener con la cocina mejorada. A continuación, se explica cada uno de estos principios de diseño. a. Principio Uno: Aislar los conductos y cámara de combustión Al diseñar una cocina mejorada, ésta debe aislarse alrededor de la cámara de combustión, conductos y hornillas para conservar el calor, lo cual ayuda a reducir el humo y las emisiones dañinas; asegurando que el calor del fuego llegue a las ollas, en vez de al cuerpo frío de la cocina. b. Principio Dos: Instalar una cámara de combustión corta Una cámara de combustión corta encima del fuego estimula una fuerte corriente de aire y hace que el fuego arda mejor. La cámara de combustión debe ser aproximadamente tres veces más alta que la distancia de la boca de ingreso de la leña. Las ollas o las superficies a calentar se colocan directamente encima de esta cámara de combustión. Una cámara de combustión demasiado alta puede crear un exceso de corriente de aire, la cual puede reducir el intercambio térmico. Sin embargo una cámara de combustión corta y bien aislada transporta los gases calientes directamente a la olla. c. Principio Tres: Mantener una superficie transversal La abertura de la cámara de combustión (ingreso de leña), el tamaño de los conductos dentro de la cocina por donde pasan los gases calientes y la chimenea deben ser aproximadamente del mismo tamaño, para ayudar a mantener una corriente de aire uniforme en la cocina. Una buena corriente de aire no sólo mantiene el calor del fuego, sino también es esencial para que el aire caliente creado por el fuego, transfiera calor a las ollas eficientemente. De lo contrario la falta de corriente de aire en la cámara de combustión genera humo y excesivo carbón. Sin embargo, demasiado aire enfría al fuego y no es útil. También es preciso mencionar que las aberturas pequeñas de la cámara de combustión ayudan a reducir el exceso de aire dentro de la cámara. d. Principio Cuatro: Usar una parrilla metálica en la cámara de combustión Es recomendable que exista un espacio de aire entre cada leña (aproximadamente 2 cm), para que se efectúe una buena combustión, lo ideal es que el aire pase por debajo de la parrilla y por los carbones encendidos, precalentando el aire y para que los gases, resultado de esta combustión se quemen totalmente. El aire que pasa por encima de la leña no es útil ya que es más frio y reduce la potencia del fuego (Fig. 3.8). e. Principio Cinco: Aumentar el intercambio térmico a las ollas con espacios adecuados Transmitir calor a una olla o a una plancha es más fácil con canales pequeños. Los gases calientes de combustión están forzados por estos canales estrechos, donde rozan la olla. Si los canales son muy grandes, los gases pasan por el centro y no transfieren su calor a la superficie de manera apropiada. Si, por el contrario, los espacios son demasiado angostos, la corriente disminuye apagando el fuego, aumentando las emisiones contaminantes e impidiendo que el calor se transfiera a las ollas. PROCESO DE COMBUSTIÓN DEL COMBUSTIBLE Combustible, oxígeno y alta temperatura son los requisitos para que suceda la combustión. La leña (madera) es un combustible químicamente complejo el cual se compone primordialmente de carbono, hidrogeno y también oxigeno combinados íntimamente en forma de celulosa, lignina, gomas y resinas. La combustión de la leña tiene las siguientes características: • La madera se quema en dos etapas. Primero, la quema del combustible genera los gases volátiles, dejando carbón sólido, la cual se quemará totalmente conforme incrementa la temperatura en la cámara de combustión. • El oxígeno debe venir del aire, circundante de la zona de combustión. • El tamaño la forma y el arreglo de las piezas de combustible afectan la tasa y la culminación de la combustión. LA MADERA SE QUEMA EN DOS ETAPAS Cuando se agrega un trozo de madera al fuego ocurren cambios químicos por la presencia de calor. Al principio se liberan los gases no combustibles, bióxido de carbono y vapor de agua, a medida que se va incrementando la temperatura se desprenden gases combustibles y alquitrán. Este proceso de degradación química de la madera se llama pirolisis. Cuando la temperatura excede los 280ºC la proporción de gases inflamables emitidos es suficientemente alta para quemarse, en presencia de oxígeno y a temperatura que excedan la temperatura de ignición17 del combustible. El gas es encendido por el calor radiante de los leños que ya están quemándose. Una vez encendidos, los gases paralizados éstas se queman a una temperatura de 1100 ºC, las llamas proveen entonces calor radiante que mantiene y acelera la pirolisis. Las llamas de un fuego de leña son estos gases en combustión.
