Prueba de Perfil de Temperaturas (TPT) para estufas de biomasa Laboratorio de Innovación y Evaluación en Estufas de Biomasa

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1 Prueba de Perfil de Temperaturas (TPT) para estufas de biomasa Laboratorio de Innovación y Evaluación en Estufas de Biomasa Laboratorio de Innovación y Evaluación en Estufas de Biomasa Universidad Nacional Autónoma de México Antigua carretera a Pátzcuaro No. 8701, (443) ext 42510

2 ÍNDICE 1. Prueba de perfil de temperaturas (TPT, por siglas en inglés) Descripción Materiales Procedimiento Preparación de la prueba Inicio de la prueba Resultados Formatos para el perfil de temperaturas Estufa Patsari Estufa Patsari Tortillera Estufa Patsari Portátil Estufas de Plancha Rectangular... 9 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Perfil de temperaturas Figura 2. Formato para perfil de temperatura en estufa Patsari... 6 Figura 3. Formato para perfil de temperatura en estufa Patsari Tortillera Figura 4. Formato para perfil de temperatura en estufa Patsari Portátil Figura 5. Formato para perfil de temperatura en estufas de plancha rectangular ii

3 1. Prueba de perfil de temperaturas (TPT, por siglas en inglés) Objetivo: obtener un perfil de temperaturas de una estufa tipo plancha en arranque en frío (AF) y arranque en caliente (AC). Número de repeticiones: mínimo 3. Personal necesario: Responsable técnico y asistente Descripción El perfil de temperatura de una estufa se realiza para conocer las temperaturas en diferentes puntos de la plancha de la estufa. Esta prueba ayuda a mejorar el diseño de la cámara de combustión para aprovechar el calor en toda la superficie del comal y no tener superficies frías y sin uso Materiales Los materiales requeridos para la prueba son: 1) Estufa. 2) Combustible (aproximadamente 5 Kg de leña). 3) Iniciador de fuego (ocote, aceite, alcohol en gel, etc.). 4) Equipo de seguridad: mandil y guantes de alta temperatura, lentes de protección, zapatos cerrados y pantalón. 5) Tres termómetros: para la cámara de combustión, para la chimenea y para la superficie de cocción. 6) Cronómetro. 7) Encendedor o cerillos. 8) Recogedor y charola de metal para el carbón. 9) Removedor de brasas. 10) Balanza resistente al calor. 11) Formatos para la prueba de perfil de temperaturas. 1

4 1.3. Procedimiento Preparación de la prueba La prueba se compone de las etapas arranque en frío (AF) y arranque en caliente (AC). Los pasos para realizar la etapa de AF son: 1) Se verifica que se tiene todo el material (ver 1.2 Materiales) en el laboratorio o el lugar de prueba. 2) Todos los participantes se registran en la bitácora, firman la hoja de seguridad del laboratorio y se colocan el equipo de seguridad: mandil y guantes de alta temperatura, lentes de protección, zapatos cerrados y pantalón. 3) Se capturan los datos generales en el formato para la prueba de perfiles de temperatura: fecha, número y nombre de la prueba y nombre del responsable técnico. 4) Se pesa el combustible y el iniciador que se va a utilizar (aproximadamente 5 kg de leña y 40 g de iniciador). 5) Si se usa leña como combustible, se cortan trozos de 2 a 4 cm de ancho y de 20 a 40 cm de largo. 6) Se registra la humedad del combustible con ayuda del higrómetro (al menos 9 muestras). 7) Se posicionan los termómetros en la cámara de combustión y la chimenea 8) Se registran las temperaturas de la cámara de combustión, chimenea y superficies de cocción de la estufa apagada. 9) Se registran la temperatura y humedad relativa del ambiente. 10) El responsable técnico forma un arreglo con trozos de combustible que permita el paso del aire Inicio de la prueba 1) El responsable técnico enciende, fuera de la cámara de combustión, un trozo de iniciador de fuego (ocote, trozo de leña con alcohol en gel, papel con aceite, etc.) y lo posiciona dentro del arreglo de combustible en la cámara. A partir de este paso se comienza a contar el tiempo. 2

5 2) El responsable técnico vigila el fuego. Si el fuego se apaga y consumió algo de combustible, regresar al paso 4. 3) Una vez que la estufa está encendida, el responsable técnico debe alimentarla cada dos o tres minutos manteniendo el fuego en alto poder durante toda la prueba. La frecuencia de alimentación y la cantidad de combustible dependerán del comportamiento de la cámara de combustión y de la destreza del técnico. 4) El asistente registra las temperaturas de la cámara de combustión, de los gases de la chimenea y de cada punto de las superficies de cocción como se indica en el formato para la prueba de perfil de temperaturas. 5) Al terminar todas las mediciones de temperatura indicadas en el formato se registra la hora y se inicia la cuenta de 10 minutos para comenzar la prueba AC. El responsable técnico retira el combustible que no ha sido consumido en la cámara de combustión y lo deposita en el ahogador de fuego. 6) El responsable técnico retira el carbón de la cámara de combustión y los deposita en el ahogador de carbón. 7) El responsable técnico mide y registra el peso de la charola con el carbón. 8) El asistente registra el peso de todo el combustible que no se quemó en la prueba. 9) Se limpia y ordena el área de trabajo. Entre el paso 15 de la etapa AF y el paso 4 de la etapa AC deben transcurrir como máximo 10 minutos. Los pasos para realizar la etapa AC son: 1) Se capturan los datos generales del formato para la prueba de perfiles de temperatura: fecha, número y nombre de la prueba y nombre del responsable técnico. 2) Se registran las temperaturas del ambiente, cámara de combustión, chimenea y superficies de cocción. 3) El responsable técnico forma un arreglo dentro de la cámara de combustión con trozos de combustible que permita el paso del aire. 3

6 4) El responsable técnico enciende, fuera de la cámara de combustión, un trozo de iniciador de fuego (ocote, trozo de leña con alcohol en gel, papel con aceite, etc.) y lo posiciona dentro del arreglo de combustible en la cámara. A partir de este paso se comienza a contar el tiempo. 5) El responsable técnico vigila el fuego. Si el fuego se apaga y consumió algo de combustible, se mide y registra de nuevo el peso del combustible. 6) Una vez que la estufa está encendida, el responsable técnico debe alimentarla cada dos o tres minutos manteniendo el fuego en alto poder durante toda la prueba. La frecuencia de alimentación y la cantidad de combustible dependerán del comportamiento de la cámara de combustión y de la destreza del técnico. 7) El asistente registra las temperaturas de la cámara de combustión, los gases de chimenea y cada punto de las superficies de cocción como se indica en el formato para la prueba de perfil de temperaturas. 8) Al terminar las mediciones de temperatura se detiene el conteo del tiempo y se toma nota de la hora. El responsable técnico retira el combustible que no ha sido consumido y lo deposita en el ahogador de fuego. 9) El responsable técnico retira el carbón y las cenizas y los deposita en el ahogador de carbón. 10) El responsable técnico mide y registra el peso de la charola con el carbón. 11) El asistente registra el peso de todo el combustible que no se quemó en la prueba. 12) Se limpia y ordena el área de trabajo. 4

7 Resultados Se obtiene la distribución de temperaturas en las superficies de cocción y temperaturas puntuales de la cámara de combustión y de la chimenea en intervalos de tiempo. Figura 1. Perfil de temperaturas. 5

8 1.4. Formatos para el perfil de temperaturas Estufa Patsari PERFIL DE TEMPERATURAS PARA ESTUFA PATSARI Figura 2. Formato para perfil de temperatura en estufa Patsari. 6

9 Estufa Patsari Tortillera PERFIL DE TEMPERATURAS PARA ESTUFA PATSARI TORTILLERA Figura 3. Formato para perfil de temperatura en estufa Patsari Tortillera. 7

10 Estufa Patsari Portátil PERFIL DE TEMPERATURAS PARA ESTUFA PATSARI PORTÁTIL Figura 4. Formato para perfil de temperatura en estufa Patsari Portátil. 8

11 Estufas de Plancha Rectangular PERFIL DE TEMPERATURAS PARA ESTUFAS DE PLANCHA RECTANGULAR Figura 5. Formato para perfil de temperatura en estufas de plancha rectangular. 9