Optimización multiparamétrica del diseño de una cocina de biomasa de tiro natural a base de barro utilizando la...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería
• Ciencias Ambientales
• Investigación Energética

Sus antecedentes:

• Las cocinas tradicionales contribuyen a la contaminación del aire interior y a la baja eficiencia energética.
• La optimización del diseño de las cocinas es crucial para mejorar la salud y reducir el consumo de combustible.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y desarrollar una cocina de barro mejorada optimizando parámetros clave.
• Evaluar el impacto de los parámetros de diseño en la eficiencia térmica y las emisiones (CO, PM2.5).

Principales métodos:

• Fabricación de prototipos a escala de campo con parámetros de diseño variados.
• Pruebas de rendimiento para eficiencia térmica y emisiones (CO, PM2.5).
• Modelado utilizando Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) y optimización mediante funciones de deseabilidad.

Principales resultados:

• Se logró una eficiencia térmica de Nivel 3 y Nivel 4/Nivel 5 para emisiones de PM2.5 y CO.
• Los modelos optimizados predijeron una eficiencia (26,21-33,08%), CO (1,72-2,59 g/MJd) y PM2.5 (95-252 mg/MJd).
• Las pruebas de validación mostraron un error promedio de menos del 16%.

Conclusiones:

• El diseño fraccional factorial, la RSM y las funciones de deseabilidad son efectivos para optimizar el rendimiento de las cocinas de biomasa.
• El diseño desarrollado de la cocina de barro ofrece mejoras significativas en la eficiencia y la reducción de emisiones.
• Este enfoque proporciona un marco sólido para mejorar la tecnología de las cocinas.