Informe Técnico Centro de Pruebas de Cocinas CPC-Bolivia

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1 Informe Técnico Centro de Pruebas de Cocinas CPC-Bolivia Determinación de la tasa de emisión de cocinas mejoradas a leña mediante el uso de un modelo de caja con ventilación constante Abril, 2012 La Paz, Bolivia

2 CPC Centro de Pruebas de Cocinas Calle 26, Campus de Cota Cota Universidad Mayor de San Andrés, UMSA La Paz, Bolivia Autor(es): M. Gorritty, CPC/IIDEPROQ, Y. Montenegro, CPC/GIZ T. Torrico, CPC/GIZ IIDEPROQ Instituto de Investigación y Desarrollo de Procesos Químicos Facultad de Ingeniería, UMSA Plaza del Obelisco 1157 Tel Interno 1106 GIZ Endev-Bolivia Calle 12 de Calacoto 7978 Tel Las metodologías y resultados descritos en el presten documento son para referencia. En caso de ser utilizados deben ser citados indicando como fuente específica al CPC-Bolivia.

3 1. ANTECEDENTES Con la finalidad de evaluar el rendimiento ambiental y el impacto en la salud debido al uso de cocinas mejoradas a leña, se utiliza una definición general para la medición de emisiones (CO y PM 2.5 ) que es la tasa de emisión [masa contaminante/tiempo] y concentraciones [masa contaminante/volumen] para periodos de 1 hr y 24 hrs. El procedimiento teórico y práctico descrito en el presente documento permite determinar los valores de estos parámetros para un modelo de cocina mejorada a leña de uso común en Bolivia. La metodología se basa en el uso de un modelo de caja asumiendo una tasa de ventilación constante en el ambiente de testeo. Los valores obtenidos permiten su comparación con valores recomendados por la OMS (Organización Mundial de la Salud), el Reglamento en Materia de Contaminación Atmosférica (RMCA) de la Ley 1333 y los nuevos estándares internacionales de referencia para cocinas mejoradas IWA/ISO METODOLOGÍA La metodología consiste de las siguientes etapas: Determinación de la tasa de ventilación mediante el método del trazador. Verificación de la tasa de consumo de combustible con y sin chimenea mediante el WBT. Determinación de la fracción de emisiones liberado al ambiente de la cocina. Cálculo de la tasa de emisión y del factor de emisión de la cocina mejorada. 2.1 TASA DE VENTILACIÓN Para cualquier ambiente habitacional, se define la tasa de ventilación como la cantidad de volúmenes de aire renovados naturalmente por unidad de tiempo, denominado aquí como [h ]. La determinación de este valor, puede realizarse comúnmente utilizando un gas trazador sobre el cual se analiza la dilución del mismo en el ambiente en estudio a partir de un valor inicial conocido. En estudios de ventilación relacionados con cocinas mejoradas, se usa el monóxido de carbono generado en una combustión incompleta para el cual, luego de un determinado tiempo, se detiene la emisión dejando que el ambiente se ventile naturalmente. Para medir la evolución de los niveles de CO (ppm) en el ambiente de cocina se utiliza un equipo de monitoreo continuo, IAP meter 1, el cual permite almacenar los valores de concentración en función del tiempo de prueba con una resolución ajustable. El sistema de estudio se esquematiza en la Figura 1. Dentro del ambiente existirá en cualquier momento una concentración del contaminante dependiente del tiempo, () donde se supone mezcla perfecta. Al inicio del proceso de emisión existe una concentración ambiental de fondo. El problema consiste en determinar la tasa de emisión de contaminante en base a un modelo de caja resultante de un balance másico de contaminante. 1 Indoor Air Pollution Meter. Aprovecho Research Center.

4 Figura. 1 - Esquema de emisiones y ventilación del sistema de estudio Donde, = Tasa de entrada del contaminante = Tasa de salida del contaminante = Tasa de emisión del contaminante, comúnmente denominada. () = Concentración del contaminante en el ambiente como función del tiempo. = Volumen del ambiente Un balance de masa para el contaminante de interés resulta en, () ( () = + () () () Donde, () = () + E(t) F(t) V Ec. (1) () = Factor de emisión específico del contaminante [masa contaminante /masa combustible] () = Tasa de consumo de combustible [masa combustible/tiempo] La tasaa de emisión del contaminante debido al uso de la cocina (masa contaminante/tiempo) estará representada por, ( () = () () Denominamos a () como el factor de emisión total del contaminante. Para cocinas con chimenea, solo una fracción del mismo se emite directamente al ambiente interior, por lo que en este caso es necesario aplicar un factor () que corrija el factor de emisión total mediante, Con lo que la Ec. (1) queda como, () = () () = [ ( ()] + () Ec.(2) Para la solución de la Ec. (2), el modelo considera que el factor de emisión y la tasa de consumo de combustible son constantes en el tiempo y están representadoss por un valor medio durante el

5 tiempo de operación de la cocina. La solución de la Ec. (2), considerando la condición inicial más general donde existe una concentración C 0 cualquiera en t=0 es la siguiente, () = (1 ) +( )( ) + Ec. (3) Donde, () = Concentración del contaminante en función del tiempo = Concentración inicial del contaminante = Concentración de fondo del contaminante = Tasa de emisión del contaminante [masa CO/tiempo] = Fracción del contaminante emitida al ambiente de testeo [0-1] = Tasa de intercambio de aire o ventilación [1/hr] = Volumen del ambiente = Tiempo Es posible aplicar diferentes condiciones iniciales sobre la ecuación Ec. (3) que, para estudios de la tasa de ventilación considera G=0, t=0 y C(t)=C 0. Concentración inicial cualquiera en el ambiente diferente a la de fondo, condición requerida para un estudio de ventilación. > () =( ) ( ) + Ec. (4) t=0 y C(t)=Cb Concentración inicial en el ambiente igual a la fondo, condición que no tiene una aplicación práctica ya que G=0, = () = Ec. (5) t=0 y C(t)=C 0 Concentración inicial diferente a cero, pero con valor de fondo nulo, condición que no es aplicable al caso de estudios de ventilación. =0 () = ( ) Ec. (6)

6 La solución general para la Ec. (3) en un tiempo suficientemente grande para llegar al estado estacionario se esquematiza en la Figura 2. Adicionalmente, el tiempo medio de residencia del gas en el sistema se puedee definir como, = 1 Figura. 2 - Solución de la Ec. (3) en el tiempo, mostrando un tiempo de aparición del estado estacionario. Figura. 3 - Ambiente de prueba aplicando el método del trazador. Para la determinación de, en un determinado momento se retira la emisión G del ambiente de testeo (G=0) dando paso a la ventilación natural. Este proceso está representado por la Ec. (4). La Figura 4 muestra el desarrollo de la concentración con el tiempo en base a esta ecuación. En base a datos de monitoreo de la concentración del trazador (monóxido de carbono), se realiza el ajuste sobre la ecuación Ec. (4) para encontrar el valor de representativo del ambiente. En el presente estudio, el valor final se obtiene de un promedio de cuatro pruebas de ventilación.

7 Figura. 4 - Representación del proceso de ventilación natural 2.2 TASA DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN COCINA SIN CHIMENEA Con la finalidad de determinar el valor de la tasa de consumo de combustible y verificar diferencias respecto a una cocina sin chimenea, se realizaron tres (3) pruebas del WBT con la cocina Malena estándar y tres (3) con la misma cocina pero usando una chimenea corta, a fin de simular una cocina sin chimenea, donde toda la emisión permanece en el ambiente de testeo, cómo se observa en la Figura 5. Figura. 5 - Malena con chimenea corta y Malenaa estándar La hipótesis nula planteada es que una cocina Malena sin chimenea (chimenea corta) afectaa a la tasa de consumo de combustible, lo que afecta al valor de la tasa de emisión. 2.3 FRACCIÓN DE EMISIÓN AL AMBIENTE EN COCINAS CON CHIMENEA La fracción de la emisión total de la cocina que es emitida al ambiente de testeo () es igual a la unidadd cuando se utilizan cocinas sin chimenea. Como en el presente trabajo se analiza la reducción de emisiones de la cocina Malena estándar que es un modelo de cocina que presenta chimenea, es necesario determinar la fracción emitida al ambiente de testeo.

8 Considerando la ecuación Ec. ( 3) en un tiempo, podemos definir la concentración en estado estacionario para una cocina con chimenea y otra sin chimenea. = + = + = 1 < 1 Ec. (7) Ec. (8) Donde, = Concentración de contaminante en estado estacionario para cocina sin chimenea. = Concentración de contaminante en estado estacionario para cocina con chimenea. Igualando las Ecuaciones (7) y ( 8) para G, = Ec. (9) Se realizaron tres (3) pruebas de emisioness intradomiciliarias para la cocina Malena estándar y tres (3) para la cocina Malena con chimenea corta (sin emisión al exterior) para hallar y. Es posible justificar la igualdad de de ambas cocinas, ya que, de acuerdo a los resultados obtenidos de WBT, ambas cocinas presentan el mismo valor de, rechazando la hipótesis nula descrita en la sección 2.2. El volumen del ambiente de testeo se basa en las dimensiones mostradas en la Figura 6. Figura. 6 - Volumen del ambiente de testeo del Centro de Pruebas de Cocinas. = ± 0.17 m Con todos los datos obtenidos, se halla la tasa de emisión a partir de la ecuación Ec. (8) y el factor de emisión de la ecuación, () = () () Ec. (10)

9 2.4 REDUCCIÓN RELATIVA DE CONCENTRACIONES Y TASAS DE EMISION DE CO PARA 1 hr Para calcular el porcentaje de reducción relativa de CO se aplicó el Anteproyecto de Norma Boliviana APNB Cocinas mejoradas - Condiciones técnicas mínimas de instalación, funcionamiento y de rendimiento, Anexo M: Evaluación de cocinas mejoradas - Condiciones de salud - Determinación de la concentración de monóxido de carbono. En esta norma se requiere obtener la reducción relativa de concentración promedio de la cocina testeada frente a un valor de referencia. Este valor de referencia puede definirse de tres maneras: a) De acuerdo a la OMS, los límites permisibles de CO intradomiciliarios para diferentes periodos de tiempo son, AVERAGING TIME Tabla 1. Límites de monóxido de carbono intradomiciliarios OMS. Fuente: "WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants CONCENTRATION (mg/m3) COMMENTS 15 minutes 100 Excursions to this level should not occur more than once per day Light exercise 1 hour 35 Excursions to this level should not occur more than once per day Light exercise 8 hours 10 Arithmetic mean concentration Light to moderate exercise 24 hours 7 Arithmetic mean concentration Awake and alert but not exercising b) De acuerdo a la legislación boliviana, el Reglamento en Materia de Contaminación Atmosférica de la Ley 1333, Anexo I. Límites permisibles de calidad de aire, si bien no existen límites para contaminación intradomiciliaria, se pueden asumir los valores de calidad de aire ambiente, tal como lo hace la OMS. Tabla 2. Límites permisibles de monóxido de carbono Ley Fuente: Reglamento en Materia de Contaminación Atmosférica, Ley PERIODO Y CARACTERIZACIÓN ESTADÍSTICA Media en 8 horas Media en 1 hora CONCENTRACIÓN (mg/m3) c) Por otro lado, el valor de referencia de una cocina tradicional tres piedras obtenido en estudios anteriores se muestra en la Tabla 3. Tabla 3. Valores de referencia para monóxido de carbono de una cocina tradicional tres piedras. PERÍODO CONCENTRACIÓN (ppm) Media en 1 hr 131 ± 8,9

10 La disminución relativa de la concentración de CO se define entonces como, Donde, = 100 Ec. (11) = Reducción relativa del contaminante (%) para el tiempo de promediación t = Concentración del contaminante según el estándar establecido para el tiempo de promediación t. = Concentración de contaminante de la cocina mejorada testeada para el tiempo de promediación t. Adicionalmente, la norma APNB establece un valor mínimo aceptable para la reducción relativa de 85%. Tabla 4. Reducción Relativa de CO. Fuente: APNB Cocinas mejoradas - Condiciones técnicas mínimas de instalación, funcionamiento y de rendimiento Reducción relativa de Contaminante, en % Reducción relativa referencial de Contaminante, en % Evaluación de conformidad (Valor obtenido en la prueba) 85 SI / NO TASAS DE EMISIÓN 24 hrs RESPECTO A NORMAS INTERNACIONALES Para determinar cuál es el nivel de rendimiento de la cocina mejorada frente a los nuevos límites recomendados por el IWA/ISO 2012 para el estándar mundial de cocinas mejoradas, se realizó una prueba de emisiones intradomiciliarias durante 24 hrs. para un ciclo de cocinado estándar con tres comidas día. Los estándares del IWA/ISO para contaminación intradomiciliaria son los siguientes, Tabla 5 Niveles IWA/ISO para tasas de emisión de CO intradomiciliarias. TIER IAQ CO (g/min) 0 > < < < <0.42

11 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 TASA DE VENTILACION () Los datos obtenidos del IAP para las curvas de ventilación se muestran en la Figura 7 para cuatro (4) pruebas usando el método de trazador de CO, Curvas de Ventilación Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 70 CO (ppm) Tiempo (s) Figura. 7 - Curvas de ventilación de datos experimentales obtenidos del IAP, CO A partir de un ajuste sobre la ecuación Ec. (4), minimizamos el error absoluto para encontrar un valor promedio de que ajuste esta curva para cada contaminante, () = ( ) ( ) + Ec. (4) La Figura 8, muestra ambos ajustes para cada curva experimental del monóxido de carbono, siendo las ecuaciones de ajuste las siguientes, () = ( ) (.. ) R = 0.99 Prueba (1) () = ( ) (.. ) = 0.99 Prueba (2) () = ( ) (.. ) = 0.99 Prueba (3) () = ( ) (.. ) = 0.99 Prueba (4)

12 Figura. 8 Ajuste de curvas experimentales, CO El promedio de α del ajuste con la Ec. (4) resulta en, = ± 2.34 (hr ) 3.2 FACTOR DE EMISIÓN AL INTERIOR DEL AMBIENTE DE PRUEBA () Los datos de concentración promedio en estado estacionario para pruebas 1 hora y 24 horas, con y sin chimenea resultan en, Tabla 6 Concentraciones promedioo en estado estacionario con y sin chimenea para 1 hr Concentración media en estado estacionario Malena chimenea corta (sin chimenea) Concentración media en estado estacionario Malena estándar con chimenea CO [ppm] = ± 4.84 =4.55 ± 0.2

13 Tabla 7 - Concentraciones promedio en estado estacionario con y sin chimenea para 24 hrs Concentración media en estado estacionario Malena chimenea corta (sin chimenea) Concentración media en estado estacionario Malena estándar con chimenea CO [ppm] = ± 4.84 = 5.05 ± 0.38 Usando la Ec. (9), = ± = 0.04 ± TASA DE EMISIÓN DEL MONÓXIDO DE CARBONO PARA 1 Hr, G Haciendo uso de la Ec. (9), y con los siguientes datos el valor de la tasa de emisión del contaminante es, = < 1 Ec. (9) Tabla 8 Parámetros de cálculo de la tasa de emisión 1 h Parámetros Concentración del contaminante en estado estacionario cocina mejorada (ppm) (Tabla 6) Concentración del contaminante en estado estacionario cocina mejorada (mg/m 3 ) en condiciones estándar Fracción del contaminante emitida al ambiente de prueba Valor = 4.5 ± 0.2 =5.21±0.23 f = ± Tasa de ventilación (hr -1 ) = ± 3.8 Volumen del ambiente de prueba (m 3 ) = ± 0.17 Realizando las conversiones pertinentes, la tasa de emisión G es, =0.28±0.1[ g CO/min] = ± 6.07 [g CO/hr] 3.4 FACTOR DE EMISIÓN DEL CONTAMINANTE PARA 1 Hr, El factor de emisión (E), se lo obtiene de la siguiente expresión, = A partir de pruebas de WBT de la cocina mejorada, un promedio representativo de combustible consumido es de = 30 g combustible/min, con esto, =9.06±4.13[ / ñ]

14 3.5 REDUCCIÓN RELATIVA DE LA CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTE, De acuerdo a la sección 2.4, procedemos a comparar la reducción definida por la Ec. (11) de la concentración promedio en estado estacionario del contaminante respecto a los tres estándares descritos más arriba: a) OMS, b) RMCA Ley 1333 y c) concentración promedio de cocina tradicional. Tabla 9 Reducción relativa de CO cocina mejorada, para 1 hora. Límite establecido [mg/m 3 ] Concentración promedio cocina mejorada para 1 hr [mg/mm 3 ] Reducción relativa de CO, en % Reducción relativa según APNB 83001, en % Evaluación de conformidad Guías de calidad del aire de la OMS 35 85% 85 SI Ley 1333, RMCA % 85 SI Valor referencial para una cocina de tres piedras, APNB % 85 SI 3.6 TASA Y FACTOR DE EMISION PARA 24 h FRENTE A ESTÁNDARES IWA/ISO 2012 Se realizó una prueba de emisiones de la cocina Malena para 24 hrs, con las siguientes condiciones: cocinado por 60 minutos, 3 veces al día, V = m3 y = 10.9 (1/hr). Para capturar los niveles de fondo de los contaminantes, se dejó el instrumento de monitoreo por 30 minutos antes de la prueba y posteriormente 24 horas en el ambiente de testeo. Los resultados, se muestran en la siguiente Figura, Figura. 9 Concentraciones intradomiciliarias para emisiones en 24 hrs.

15 El valor promedio de emisión de CO en 24 hrs comparado con valores de OMS es, Tabla 9 Comparación de valores con OMS para concentraciones en 24 h 24 hrs CO OMS 7 mg/m3 6.1 ppm Cocina mejorada 5.79 mg/m ppm Haciendo uso nuevamente de la Ec. (9), y con el nuevo dato de concentración para 24 h, = < 1. (9) Tabla 10 - Parámetros de cálculo de la tasa de emisión 24 h Parámetros Concentración promedio del contaminante en estado estacionario 24 hrs, cocina mejorada [ppm] Concentración promedio del contaminante en estado estacionario 24 hrs, condiciones estándar, cocina mejorada [ppm] Valor C = 5.05 ± 0.38 =5.79 ±0.44 Fracción del contaminante emitida al ambiente de prueba f = 0.04 ± Tasa de ventilación (h -1 ) = ± 2.34 Volumen del ambiente de prueba (m3) V = ± 0.17 De acuerdo a la Ec. (9) y realizando las conversiones pertinentes, la tasa de emisión en 24 hrs es, =0.21±0.08 [g CO/min] = ± 4.89 [g CO/hr] Haciendo uso de la Ec. (10), se halla el factor de emisión (E), = = 6.8 ± 3.26 [g CO/kg leña] Por otro lado, comparando los valores de CO en 24 hrs, para evaluar el nivel de rendimiento de la cocina mejorada Malena frente a los nuevos límites recomendados emitidos en el IWA/ISO (Tabla. 5) para el estándar mundial de cocinas mejoradas, la cocina Malena se encuentra en el nivel 4, Tabla 11 Nivel de rendimiento cocina mejorada respecto a emisiones intradomiciliarias de CO, para 24 hrs. Nivel de correspondiente a la cocina mejorada Tasa de emisión de CO cocina mejorada para 24 hrs [g CO/min] Estándar internacional IWA/ISO 2012 [g CO/min] <0.42

16 La Figura 10 muestra la combinación de estándares de CO y PM-2.5 para los diferentes niveles de emisiones de cocinas mejoradas. Figura. 10 Niveles IWA/ISO propuestos para emisiones intradomiciliarias 4. CONCLUSIONESS Se demuestra que la metodología empleada en el presente trabajo, permite estimar los valores de las tasas de emisión y concentraciones del monóxido de carbono de cocinas mejoradas con chimenea. Esto, a su vez, permite la comparación del rendimiento en emisiones internacionales. El concepto de medir las reducciones relativas de contaminantes emitidos se amplía a estándares de la OMS y de la Ley 1333 y ya no se limita solamente a reducciones respecto a la cocinas de tres piedras. La cocina Malenaa analizada en el presente trabajo cumple con los diferentes estándares internacionales y bolivianos respecto a emisiones intradomiciliarias de CO para 1h y para 24 hrs. De acuerdo a la OMS, los valores límites permisibles para 60 min y 24 hrs para el CO son 40 mg/m3 y 7 mg/m3 respectivamente. Los valores hallados para la cocina Malena estándar para el CO fueron 5.21 mg/m3 para una hora y 5.79 mg/m3 para 24 horas; de igual manera, la cocina Malena cumple con la Ley 1333 respecto al CO para 1 h siendo el valor límite de 40 mg/m3 igual a la OMS. De acuerdo a los estándares de la IWA/ ISO 2012, el nivel más exigente para emisiones de CO corresponde al nivel 4 (tier 4) representado por un valor < 0.42 g CO/min en un periodo de 24 hrs. La cocina mejorada con chimenea alcanza un valor de 0.21 g CO/min, lo que la define como una cocina Tier 4 para el CO. El método del trazador y el WBT fueron herramientas fundamentales para la obtención de la tasa y el factor de emisión de CO para la comparación con los límites anteriormente descritos. Se comprobó que la cocina Malena estándar y su variante con chimenea corta, emiten aproximadamente la misma cantidad de CO, esto es justificado por la tasa de consumo de combustible, que se halló mediante el WBT. La tasa de emisión G, para 1 h y 24 h, es similar ya que se asumió que F y E son constantes.

17 En resumen, para el sistema estudiado, Tabla Resumen de resultados Parámetro Tasa de ventilación α. Tasa de consumo de combustible F. Tasa de emisión de CO G. Factor de emisión de CO, E Valor ± Error = ± 2.34 hr = ± 3.04 ñ/ =0.28 ± 0.1/ = 0.21 ± 0.08 / =9.06 ± 4.13/ñ = 6.80 ± 3.26 / ñ Actualmente, la determinación de tasas de emisión de cocinas mejoradas se determina utilizando equipos costosos, tal es el caso del PEMS de Aprovecho Research Center. Adicionalmente, no se tienen antecedentes de la adecuación del PEMS a cocinas con chimenea. En base a pruebas repetitivas y sistemáticas basadas en la presente metodología, bien puede conocerse la tasa de emisión de las cocinas con cierto grado de incertidumbre que debe ser cuantificado, lo que permite adecuar las posibilidades de laboratorios de la región al uso de equipamiento costoso. Finalmente, se recomienda la aplicación de la metodología desarrollada en el presente trabajo en otros laboratorios de testeo de cocinas de la región, en especial en Perú dada la similitud del diseño con la cocina con chimenea de Bolivia con la finalidad de evaluar su rendimiento con parámetros internacionales. 5. REFERENCIAS Household Air Pollution. August Summer Cookstove Research Institute. August 1-5 Antigua, Guatemala. Anteproyecto de Norma Boliviana: APNB Cocinas mejoradas - Condiciones técnicas mínimas de instalación, funcionamiento y de rendimiento, Anexo M: Evaluación de cocinas mejoradas - Condiciones de salud - Determinación de la concentración de monóxido de carbono. "WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants.limites de Monóxido de carbono intradomiciliario OMS. Modeling indoor air pollution from cookstove emissions in developing countries using a Monte Carlo single-box model. Michael Johnson et.al. Berkeley Air Monitoring Group, USA.

18 6. ANEXOS Anexo 1. Cálculo de errores Intervalo de confianza En el contexto de estimar un parámetro poblacional, un intervalo de confianza es un rango de valores (calculado en una muestra) en el cual se encuentra el verdadero valor del parámetro, con una probabilidad determinada. La probabilidad de que el verdadero valor del parámetro se encuentre en el intervalo construido se denomina nivel de confianza, y se denota 1- α. La probabilidad de equivocarnos se llama nivel de significancia y se simboliza α. Generalmente se construyen intervalos con confianza 1-α=95% (o significancia α=5%). Menos frecuentes son los intervalos con α=10% o α=1%. Para construir un intervalo de confianza, se puede comprobar que la distribución Normal Estándar cumple, P(-1.96 < z < 1.96) = 0.95 Lo anterior se puede comprobar con una tabla de probabilidades o un programa computacional que calcule probabilidades normales. Luego, si una variable X tiene distribución N (, ), entonces el 95% de las veces se cumple, Despejando en la ecuación se tiene, 1.96 = = = 2 El resultado es un intervalo que incluye al μ el 95% de las veces. Es decir, es un intervalo de confianza al 95% para la media μ cuando la variable es normal y es conocido. Propagación de errores Sean las medidas de x, y,, w con errores δx, δy,,δw usadas para calcular, =(,,, ) Propagación de errores para funciones simples Para operaciones aritméticas simples, + + +

19 Propagación de errores para medidas independientes Si los errores son independientes y aleatorios, entonces el error es la suma en cuadratura, = VOLUMEN DEL AMBIENTE DE TESTEO, V Se obtuvo el error haciendo uso de la propagación de errores para funciones simples, teniendo las dimensiones del cuarto de testeo (ver Figura. 6 - Volumen del ambiente de testeo del Centro de Pruebas de Cocinas.) con su respectivo error de medición del instrumento (flexómetro). Medidas (m) Volumen fórmulas Errores δ H1= 0.37 H2= 2.12 W=2.12 L=2.5 = =2 = + = =0.15 =. 2. TASA DE VENTILACION, α Haciendo uso de la metodología t-student para hallar el intervalo de confianza, se obtiene el error de la tasa de ventilación de los siguientes alphas ajustados (ver 3.1 Tasa de ventilación), N X [1/hr] Intervalo de confianza ± CONCENTRACIONES DE MONOXIDO DE CARBONO De la misma forma se usó la metodología t-student para hallar el intervalo de confianza con un extenso número de datos experimentales de emisiones y de fondo para el periodo de 1 hora y 24 horas, con tres curvas cada una. a. Período 1 hora i. Malena estándar (con chimenea) Prueba Intervalo de confianza ± Intervalo de Confianza ± TOTAL [ppm] 4.5 ±

20 ii. Malena con chimenea corta (sin chimenea) Prueba Intervalo de confianza ± Intervalo de confianza ± TOTAL [ppm] ± ± 0.12 b. Período 24 horas Prueba Intervalo de confianza ± Intervalo de confianza ± TOTAL [ppm] 5.05 ± ± FACTOR DE EMISIÓN AL INTERIOR DEL AMBIENTE DE PRUEBA CON CHIMENEA, f Haciendo uso de la propagación de errores para funciones simples, a partir de la ecuación Ec. (9). a. Período 1 hora b. Período 24 horas Parámetro Valor Error δ ± Parámetro Valor Error δ ± TASA DE EMISIÓN DEL MONÓXIDO DE CARBONO, G El error de la tasa de emisión del CO, se lo halló mediante la propagación de errores para medidas independientes, a partir de la ecuación Ec. (8). a. Período 1 hora Parámetro Valor ± δ Derivadas f(x)/ x [ ] ± [ 1 h] ± [ ] 5.21 ± [ ] 0.68 ± ± [ ] 0.28 ± 0.1 [ /] ± 6.07

21 b. Período 24 horas Parámetro Valor ± δ Derivadas f(x)/ x [ ] ± [1 h] ± [ ] 5.79 ± [ ] 2.01 ± ± [ ] 0.21 ± 0.08 [ ] ± TASA DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE, F Fases del WBT a. Prueba t-student independiente para cocina Malena con y sin chimenea. Se comprobó que no existe una diferencia significativa entre la tasa de consumo de combustible entre las tres fases del WBT (cold start, hot start y simmer) para una cocina Malena con y sin chimenea. Para ello se realizó un análisis estadístico de contraste en el software SPSS con un nivel de significancia α=0.05. Malena con chimenea Malena sin chimenea p-valor t-student Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 < 0.05? Diferencia significativa al 95%? Cold start NO Hot start NO Simmer NO b. Cálculo del error El error de la tasa de consumo de combustible, se halló haciendo uso de la metodología t-student, comprobando que el valor de F es aproximadamente el mismo para la cocina Malena con y sin chimenea. [ ñ/] Intervalo de confianza ± FACTOR DE EMISIÓN DEL MONOXIDO DE CARBONO, E Haciendo uso de la propagación de errores para funciones simples, a partir de la ecuación Ec. (10). a. Período 1 hora b. Período 24 horas Parámetro Valor Error δ [ ] [ ñ ] [ ñ] 9.06 ± 4.13 Parámetro Valor Error δ [ ] [ ñ ] [ ñ] 6.80 ± 3.26