Diagnóstico, desarrollo, implementación y monitoreo de un sistema de cocción solar multiuso en comunidades rurales de Michoacán, México

Abstract

En el presente trabajo se describe el desarrollo, diseño y construcción de un sistema de cocción solar multiuso como una alternativa energética sostenible, así como su implementación a través de un proyecto piloto focalizado en cinco comunidades rurales de la meseta purépecha en estado de Michoacán, México, cuyo objetivo es medir el grado de adopción que tiene una nueva tecnología limpia, segura y económica como esta, así como cuantificar los ahorros posibles de consumo de combustibles, de emisiones de CO₂ y de impactos negativos sobre los bosques cercanos. Para la definición del sistema de cocción solar más adecuado a las necesidades que los usuarios tienen, se ha realizado un diagnóstico previo sobre los usos y tareas en torno a los combustibles usados para cubrir las tareas de cocido de acuerdo a González, Ruiz, Urrieta & Masera (Trabajo en Preparación), y dentro del cual se aplicó la Kitchen Performance Test (KPT) (Bailis, Smith, & Edwards, 2007) para cuantificar el uso de leña y los ahorros posibles después de la implementación del sistema de cocción. Además, se ha realizado una evaluación de la disponibilidad del recurso solar en la región, para determinar el número de horas promedio al mes que es posible usar el sistema, de acuerdo a Estrada-Cajigal & Almanza (2005) y Duffie & Beckman (2013). Una vez definido y construido el dispositivo solar, se ha realizado un análisis térmico estandarizado. En el análisis se ha usado el estándar ASAE S58 (ASAE, 2003) para la estimación de la potencia de cocción. Se ha obtenido el rendimiento térmico de acuerdo a Ashok & Sudhir (2009). Los tiempos de calentamiento y de cocción se han obtenido de acuerdo a Pejack (2003). Además, se ha realizado un análisis exergético (Pandey, Tyagi, Park, & Tyagi, 2011). El monitoreo sobre la utilización del sistema de cocción solar se ha realizado a través de dos instrumentos de medición. En el módulo donde se lleva a cabo la cocción de alimentos, se ha usado un Stove Use Monitor (SUM) (Ruiz-Mercado, Canuz, & Smith, 2012), el cual, a través de un mecanismo, es desplazado de afuera a dentro del sistema y viceversa, registrando así diferencias de temperatura cada vez que se le da uso. En el tanque de almacenamiento y calentamiento de agua, que va incluido en otro módulo del sistema, se ha usado un sensor de flujo de líquidos “caudalímetro” o también conocido como flujómetro, con un arreglo electrónico en Arduino para medir los litros descargados cada vez que se abre la llave de salida. La estimación de los ahorros de uso de combustible, de emisiones de CO₂ y de impactos negativos al bosque cercano, se ha realizado cruzando resultados del diagnóstico con los resultados de uso de los sistemas de cocción solar. Además de ha realizado la estimación del impacto de la adopción de los sistemas a nivel global en México, a partir de los ahorros alcanzados por el uso de estos y de acuerdo a la disponibilidad de radiación solar en el país.