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¿Es posible quemar leña sin contaminar?

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Es técnicamente factible usar este recurso renovable nacional para calefacción sin contaminar el aire de nuestras ciudades.

La leña que usamos para calefacción residencial tiene la ventaja de ser un combustible renovable y no responsable de cambio climático porque no es un combustible fósil. La leña también tiene la ventaja de ser de origen nacional, pero su combustión residencial emite material particulado y otros contaminantes que causan problemas de salud en las ciudades, debido a que esta combustión no se realiza a temperatura y parámetros óptimos.

Sin embargo, es técnicamente factible usar este recurso renovable nacional para calefacción sin contaminar el aire de nuestras ciudades. La clave está en retirar los contaminantes de la leña antes de utilizarla como combustible doméstico. Esto se puede lograr convirtiendo la leña en carbón vegetal en plantas de pirólisis, ya que estas plantas aprovechan todos los componentes volátiles de la madera y evitan la contaminación del aire.

Naturalmente, este proceso industrial eleva el precio del combustible doméstico por unidad de energía y es por ello que preferimos utilizar leña, en lugar de carbón vegetal en nuestra calefacción. Solo una política de estado, a través de una ley de la república que establezca un subsidio a la demanda del carbón vegetal y la prohibición de transportar leña al interior de ciudades contaminadas, podría modificar el status quo e introducir el carbón vegetal en el mercado de la calefacción doméstica.

¿Es socialmente rentable tal subsidio? Estimo que es altamente probable que efectivamente lo sea y es por eso que propongo acoger esta propuesta, e incentivar al Gobierno de Chile para que realice la evaluación técnico/económica de un proyecto de esta naturaleza; dado el rol planificador y garante de los derechos ciudadanos, que la Presidenta Bachelet se ha propuesto imprimir al Estado de Chile.

Las plantas de pirólisis se diseñan según el tipo de biomasa que deben procesar y pueden aprovechar toda la biomasa del bosque. Las etapas del negocio del carbón vegetal incluyen el desarrollo de bosques, la tala, trozado y chipeado de la madera, el secado al aire, secado al horno, pirólisis y el mercadeo de los productos. La pirólisis consiste en mantener la madera a 600 ºC de temperatura sin presencia de oxígeno, hasta que son liberados todos sus componentes volátiles. Los gases liberados se utilizan para obtener combustibles liquidos y/o para generar calor, el cual se usa para mantener la temperatura de pirólisis, para el secado previo de la madera y también para obtener electricidad como subproducto. La eficiencia térmica del proceso aumenta a medida que disminuye el grado de humedad de la biomasa usada.

Los principales productos comerciales de estas plantas son el carbón vegetal particulado, el carbón vegetal en trozos y la energía eléctrica. Todos estos productos se consideran limpios por ser obtenidos en un proceso carbono neutral.

El carbón vegetal particulado (Biochar) se utiliza para su incorporación a suelos agrícolas y dar inicio a un proceso de recuperación permanentemente de la productividad del suelo sin uso de fertilizantes, ya que el carbón enterrado no se degrada y actúa como hábitat para microorganismos que liberan nitrógeno. La incorporación de carbón vegetal al suelo es la única forma práctica que dispone el hombre para reducir la concentración de CO2 atmosférico y evitar llegar a una situación de cambio climático fuera de control que termina en el colapso de la civilización moderna.

Carbón vegetal en trozos para uso doméstico. La quema de carbón vegetal en calefactores de doble cámara emite una fracción del material particulado que emite la quema de leña, que es el tipo de combustión que Chile necesita erradicar de sus centros urbanos.

La incorporación de esta actividad económica en Chile, ayudaría avanzar en los 5 siguientes objetivos de rentabilidad social que todos los países buscan y que deben ser considerados en el cálculo de rentabilidad del subsidio al carbon vegetal:

– Disminución de daños a la salud, mejoramiento de la productividad laboral y aumento de   calidad de vida de la población, por la disminución de índices de contaminación del aire.

– Generación de empleos, que ocurre al incorporar valor agregado a la leña.

– Mejoramiento de la seguridad alimentaria que se obtiene al recuperar suelos agrícolas empobrecidos con incorporación de carbón vegetal.

– Fortalecimiento de la balanza de pagos, al reemplazar combustibles fósiles y fertilizantes importados por combustible renovable nacional.

– Reducción de emisiones de carbono fósil de la economía; al lograr efectivamente secuestrar carbono atmosférico que fue capturado por el árbol en su crecimiento y luego enterrado por el hombre para la recuperación de suelos agrícolas.

Estimo que el subsidio estatal al carbón vegetal requiere ser dirigido a la demanda; por lo que propongo vouchers impresos por casa de moneda y entregados por los municipios en cantidades iguales, a cada uno de los residentes permanentes de las ciudades afectadas. Estos vouchers deben ser expresados en pesos, válidos al portador para el copago de carbón vegetal en el comercio minorista y para ser cobrados por productores privados y certificados con plantas homologadas para producción limpia de carbón vegetal.

Naturalmente el subsidio debe ser de un monto tal, que los residentes de las zonas afectadas, prefieran quemar carbón vegetal en lugar de leña. Sin embargo, para evitar la venta de vouchers, que podrían realizar habitantes beneficiados que tengan acceso a leña, se debe prohibir el transporte de leña al interior de estas ciudades. Esta fiscalización policial resulta sencilla, ya que la leña es pesada, voluminosa y fácilmente identificable.

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22 de Mayo

El carbón vegetal emite mucho CO, y es necesario contar con un catalizador para oxidarlo a CO2. Y, si el carbón mantiene compuestos como azufres en su estructura, romperá los catalizadores rápidamente.
Asimismo, ¿tienes una estimación de cual sería el costo/kcal del carbón vegetal?…actualmente la leña oscila entre los $0,03-0,05 por kcal, y luego llegas a la parafina que vale aprox 0,08 por kcal. ¿cuanto encarece la madera el pirolizar?
Saludos

22 de Mayo

Hola Arturo, el monóxido de carbono, CO, es un gas inodoro, incoloro y altamente tóxico. Puede causar la muerte cuando se respira en niveles elevados y se produce por la combustión deficiente de cualquier combustible en base a carbono, tales como gas, gasolina, keroseno, carbón mineral, carbón vegetal, petróleo, tabaco o madera, por lo que afirmar que el carbón vegetal emite mucho CO no es correcto. Para evitar la generación e inhalación de CO, los calefactores residenciales a leña o carbón deben contar con caños de escape y buena alimentación de aire exterior.
Creo que afirmar que el carbón vegetal contiene azufre también es un error, puesto que si así fuese no podríamos usarlo para asar carne a la parrilla. El carbón mineral efectivamente contiene azufre y otros elementos químicos, por lo que hay que hacer la diferencia.
El precio de la bolsa de 2,5 kgs de carbón de espino en supermercado Montserrat estaba hoy a $1549 y el poder calorífico del carbón vegetal según Wikipedia, varía entre 29.000 y 35.000 kJ/kg (el poder calorífico de la leña fluctúa entre 12.000 y 21.000 kJ/kg). De acuerdo a esto el costo/kcal del carbón vegetal oscila entre $0.02 -0.018 por kcal.
De donde sacaste el precio de $0.03-0.05 por kcal para la leña? ya que no es lógico que la leña cueste mas cara que el carbón por kcal. Si fuese así, no sería necesario el subsidio del que escribo en mi artículo y todos deberíamos estar usando carbón en lugar de leña en nuestras estufas tipo bosca.

22 de Mayo

Hay un error de unidades de energía en el cálculo que acabo de entregar.
El costo por KiloJoules del carbón de espino oscila entre $0,02 y 0.018 por kj y no entre $0,02 y 0,018 por kcal como indiqué.
Como 1 kj = 0,24 kcal , el costo del carbón de espino oscila entre
$0.08 y 0.075 por kcal, que es aproximadamente el mismo costo de la parafina según lo que tu indicas y esto sí tiene sentido.

23 de Mayo

Andrés
El CO, como indicas, es producto de combustión deficiente; pero una combustión deficiente es, en gran medida, producto de las características del combustible. El carbón, en particular, al contener una mayor proporción de carbono que otros combustibles, tiende a no oxidarse por completo en la zona de alta temperatura (estamos hablando de una estufa, aunque tenga doble cámara), por lo que, típicamente, los hornos de carbón deben funcionar a altísimas temperaturas en un ciclo largo (o sea las partículas de carbón tienen un espacio largo para ser oxidadas). Además, en lo posible necesitas alta presencia de oxígeno, en el aíre hay un 21%, pero para tener una buena combustión necesitas inyección de aire, sino tienes una mezcla pobre = CO. Por eso mi duda tecnológica, no se si las estufas de leña están preparadas para quemar carbón así como así.
Respecto a el azufre y otros, los combustibles siempre tienen trazas de sulfuros, y la leña mas aún (pues la madera NO es puros hidratos de carbono, sino que hay metales (aluminio, sodio, etc) y otros como el azufre. Si bien la pirólisis pudiese eliminar una parte, es claro que no todo. Una de las razones porque no puedes tener combustión de leña dentro de una casa (con escape interno) es por la cantidad de ácido sulfúrico que puede producir la combinación de azufre con el agua resultante de la combustión. Tirarlo todo para afuera, si bien mejora la condición respecto a la leña misma, sobre todo en PM10, no alcanza para descontaminar.
El caso es que, 25kg de madera cuestan aprox 100-130 pesos el kilo…y el carbón algo así como 600 pesos el kilo…4-5 veces, aunque tengas el doble de poder.

Puede ser una idea correcta, bajo una condición de subsidio, y un sistema de quemado adaptado a ese combustible.
Saludos

23 de Mayo

Arturo, gracias por el aporte, concuerdo contigo en que el diseño de las estufas de doble cámara es importante para lograr una mejor combustión del carbón vegetal y de hecho sus diseños ya han evolucionado positivamente en este sentido en los últimos años. Las primeras bosca tienen entrada de aire superior solamente y se demoran mas en lograr una temperatura de trabajo adecuada para que los gases que se generan en el piso se quemen en la doble cámara superior (combustión lenta). Los nuevos diseños tiene entrada de aire inferior y superior lo que permite acelerar el encendido y oxigenar el carbón desde abajo, tal como sucede en una fragua. Al lograr una temperatura adecuada, esta entrada inferior se puede cerrar y la combustión lenta se lleva a cabo en la doble cámara superior.

23 de Mayo

El objetivo mas urgente, no solo para Chile, sino para todo el planeta es dejar atrás los combustibles fósiles y reemplazarlos por combustibles y energías renovables que emiten CO2 neutro. El CO2 neutro se refiere al CO2 emitido en la combustión de combustibles renovables, tales como la madera y la palabra neutro indica que este CO2 estuvo en la atmósfera hace muy pocos años y fué capturado por el árbol en su crecimiento. La masa del árbol y la de todos los seres vivos es en un inmenso porcentaje carbono que es capturado de la atmósfera y por lo mismo pertenece al reservorio de carbono de la biosfera. Este no es el caso del contenido de carbono de los combustibles fósiles, el cual se encuentra enterrado y sin participar del circuito del carbono en la biosfera desde hace millones de años, pero que el hombre lo extrae y quema para obtener energía. Como la biósfera no puede usar el exceso de CO2, este CO2 fósil se acumula y permanece milenios en la atmósfera causando efecto invernadero y cambio climático.

felipe

18 de Junio

Hola Andres,

y que opinas de los dichos de Orrego sobre los asados y la alerta ambiental? tengo dudas de que sean capaz de tener un peso tan relevante como para generar una condición de alerta ambiental..

25 de Junio

Hola Felipe,
En los asados a la parrilla la carne se coloca sobre carbón vegetal porque su combustión no genera contaminantes que arruinen la carne, sin embargo el asado tipo magallánico si utiliza leña, ya que la carne, que es colgada a un costado y a cierta distancia del fuego, se cocina con el calor radiante de la llama.
Orrego no debiese preocuparse de los asados con carbón vegetal, solo debiese preocuparse de los asados tipo magallánico, los cuales raramente ocurren en Santiago, porque obviamente requieren de mucho mas terreno y tiempo de cocción.

Jaime

10 de Junio

Hay un punto que creo hay que revisar en el cálculo del valor final del carbón, la planta de pirolisis debe llevar la leña a una temperatura de 600°C, obteniendo mas energía que la inyectada, e insumos de cierto valor, en definitiva en esta primera etapa obtiene cierto grado de rentabilidad, que debiese sumarse al valor de venta del carbón resultante.

10 de Junio

Tu observación es correcta Jaime, el proceso de refinación, donde a la leña se le retira la mayor parte de los contaminantes y se obtiene carbón vegental con alto pocentaje de carbono puro, es un proceso que quema el carbono de los componentes volátiles de la leña y genera energía. Esta energía se puede usar para generar electricidad limpia (porque se obtiene a partir de combustible renovable), la cual se puede vender a la red para mejorar la rentabilidad de la planta

03 de Enero

Existe una forma natural, económica y rápida para retirar de la atmósfera grandes cantidades de CO2 e incorporarlas a los suelos degradados : la FOTOSINTESIS . Sólo es preciso encontrar la manera de incrementar la TASA. Creo haber hallado el camino
Saludos
Osvaldo Enrique Guíñez Novoa, Méd. Vet.

07 de Diciembre

Hola Osvaldo, estas en lo correcto. Debido a que la concentración de CO2 en la atmósfera (410 ppm en 2017) ya sobrepasó por lejos el nivel de 350 ppm con que la civilización podría sobrevivir en el largo plazo, ahora no solo es necesario reducir rápidamente las emisiones de Gases Efecto Invernadero (disminuyendo via impuesto al contenido de GEI en los consumos de combustibles fósiles, músculo animal y cemento) sino que es urgente retirar dióxido de carbono de la atmósfera. Una de las formas mas eficientes para lograrlo es mediante BECCS (Bio Energy with Carbon Capture and Storage). En esta nueva actividad económica, hoy inexistente, se plantan bosques de crecimiento rápido en las praderas actualmente utilizadas para cultivar forraje, los bosques se cosechan cada 20 años, la madera previamente secada al sol se quema totalmente en las mismas plantas termoeléctricas que hoy queman carbón mineral y el CO2 producido ( CO2 no fósil) es capturado en la chimenea para luego bombearlo y dejarlo “secuestrado” para siempre en yacimientos subterráneos de arenisca que estén sellados por capas de material impermeable (similares a los que han guardado gas natural y petróleo por millones de años). Este mercado se crea únicamente con el Impuesto al Carbono, el cual debe castigar la emisión de cada tonelada de GEI con el mismo precio que tendrá secuestrar cada una de esas toneladas. Este precio se estima hoy será entre 150 y 350 dólares por toneladas de CO2 equivalente.

Derald Geddes, DDS

10 de Octubre

Andrés, en realidad es posible convertir la estufa media o antigua en un eficiente productor de bajo PM. Si te importa
echa un vistazo aquí es el sitio web: https://queaviva.wixsite.com/intensofuego

Todos los resultados de las pruebas se pueden encontrar allí, incluyendo la carta de respaldo de MMA. Estoy buscando ayuda para obtener la palabra así que siéntase libre de compartir el mensaje sobre intensoFuego. Es un dispositivo increíble que todos los que queman una estufa deben tener.

¿Preguntas? Por favor, póngase en contacto conmigo en [email protected]
Derald Geddes, DDS
AViVA Spa / intensoFuego

07 de Diciembre

Gracias Derald, voy a echar un vistazo y te contacto

Guillermo F. Romero Bernuy

07 de Diciembre

Estimado Andrés Forno Stingo:

He leído vuestro artículo en mas de una oportunidad, cuando empecé la investigación para mi invento de una cocina a leña sin humo, basado en el principio de que el humo es el carbono no quemado, quemar el humo ha sido mi trabajo y lo he logrado. Pronto colgaré en YOUTUBE un video de mi cocina “Cocina Sin Humo G. Romero”.

Espero que te pueda interesar mi creación, tanto a chile como a Centro América, Mexico y Africa y por supuesto la sierra y selva del Perú.

Si vuestro presidente, desea la salud para los chilenos a través d una política de estado, gustoso podría brindar mi conocimiento para la salud de chile.

Quedo atento

Guillermo Felipe Romero Bernuy Fono: 966 521 600 Perú

07 de Diciembre

Te felicito Guillermo, te contactaré para conocer mas de tu valioso invento !

Roberto

09 de Abril

Y cuanto es la reduccion en emisiones MP 2,5 a mismo nivel de actividad y calefacción? Leña seca v/s carbon vegetal?
Saludos y gracias por interesante planteamiento…

Ernesto Alvarez

28 de Junio

Vivo en sector rural, me calefacciono con leña, que sale de mi propia parcela, lo cual al principio lo considere rentable desde el punto de vista economico, ahora me preocupa lo que contamina este producto, de momento solo me aseguro que se consuma solo leña seca SECA, pero falta , dado que miro la salida en el caño y encuentro demasiada contaminacion. estoy viendo la forma de baja r la contaminacion y lo unico que de momento veo es el pellet, pero aun no me convence por el hecho que se reauiere energia electrica y lo caro de la invercion inicial.
atento a su cooperacion y llano a acoger ideas, lo principal finalmente es NO CONTAMINAR.

Saludos cordiales .

Ernesto Alvarez.
Pto. Varas

28 de Junio

Estimado Ernesto Alvarez,

Estimado Ernesto,
Gracias por tu comentario. Para que la combustión de leña sea mas eficiente y menos contaminante, hay que recordar la regla de las 3 T; esto es Temperatura, Turbulencia y Tiempo. Mientras mayor sean estos 3 parámetros, mejor será la combustión y menos humo se emitirá, ya que el humo es básicamente combustible sin quemar. Al usar leña seca aumentas la temperatura, ya que disminuyes la cantidad de energía que debe perderse en evaporar el agua. Por otro lado, al quemar con mayor tiraje aumentas la turbulencia pero disminuyes el tiempo de permanencia de los gases piroleñosos (combustible) al interior de la cámara de combustión. Por lo anterior, resulta importante mantener un buen tiraje hasta que la estufa adquiera la mayor temperatura posible (toda la carga de madera al rojo) y solo después de obtenida esta alta temperatura se puede bajar el tiraje para aumentar el tiempo de permanencia de los gases. Otro factor medioambiental a considerar si obtienes leña de tus propios arboles, es no matar los arboles, sino que solo podarlos para que estos sigan usando todas sus raíces para recuperar lo podado y así no disminuir su potencial para capturar y transformar dióxido de carbono atmosférico en madera.

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