14 palma izcue by disenouc

Agradecimientos A mis papás, por el apoyo y ánimo que entregaron durante la carrera, y por aguartar la invasión de leña en toda mi casa. A Rodrigo, por ayudarme en este proyecto y motivarse conmigo, manteniendo siempre el entusiasmo. A todas mis amigas, por entregar siempre buena onda y ayuda incondicional, especialmente Jo, Gracia, Isa, Tere y Jacinta. A Victor, Marina, Paty, Adela y Janino, por abrirme las puertas de sus casas y apoyarme con mis ideas. A Francisco y Andrés, por compartir todos sus conocimientos conmigo. Muchas gracias!

Índice

Levantamiento de información

Oportunidad

p.7 p.10 p.12

p.16

Temas de estudio p.24

p.27

p.29 p.33

Introducción

Qué se hace actualmente Contaminación en Temuco Formulación El Material Particulado

Análisis de Puntos Críticos La leña: Un combustible básico

Referentes y Primeras ideas

Impacto del proyecto y conclusiones

Desarrollo del proyecto p.43 p.55

p.59

p.71 p.80

p.82

p.83 p.90

Plan estratégico

p.92

Bibliografía

Rediseño Impacto Primeras visualizaciones

Materiales con cambio de fase Prueba de teorías

Testeo

Anexos

Introducción

¿Cuántas veces hemos oído hablar de Santiasco, de las emergencias ambientales, del colapso en consultorios en meses de invierno cuando los niños sufren de enfermedades respiratorias? ¿Cuántas veces nos ha llamado la atención no poder ver siquiera la cordillera por la cantidad de smog que hay en la ciudad?

Éstas y otras inquietudes motivaron mi investigación para descubrir la causa de la contaminación, informarme sobre las consecuencias de ésta y conocer las medidas que están vigentes hoy en día para reducir estas emisiones. Siempre supe que Santiago estaba fuertemente condicionado por su geografía, pero algo me decía que esto no podía ser la única fuente, ya que otras ciudades, como Temuco, Concepción, Osorno y Rancagua también aparecían como ciudades contaminadas de smog. Sobre todo este invierno del 2014, donde noticias sobre la mala calidad del aire en Temuco han aparecido casi todos los días. Para comenzar la investigación fue necesario definir qué tipo de smog es el que afecta principalmente nuestras ciudades, de ahí descubrir la fuente

y analizar sus consecuencias. Más allá de las consecuencias ambientales y sobre la salud que tiene la contaminación, que se tratarán en profundidad en el desarrollo de la investigación, la calidad de vida era un tema que a mi parecer era crítico, ya que hoy en día -gracias a la globalización y descentralización- las personas tienen la oportunidad de elegir dónde vivir. Para tomar esta decisión, el atractivo de la ciudad, por su calidad de vida, ambiente y mayores oportunidades que ofrece, son los factores más importantes que toman en cuenta al minuto de hacer la elección. Por lo que actualmente “el smog se ha convertido en el mal indeseable para todas aquellas ciudades que buscan posicionarse como espacios atractivos para vivir e invertir” (Mashini. D, 2011) Es importante, antes de comenzar con el desarrollo de la investigación, nombrar algunas entidades gubernamentales que existen hoy en día y que trabajan por la conservación del medio ambiente y por un desarrollo sustentable del país.

Informe de Título 2014

Agentes Participativos Ministerio del Medio Ambiente Órgano del Estado que trabaja en el diseño, aplicación de políticas, planes y programas en materia ambiental. Se preocupa de la protección y conservación de la biodiversidad y recursos naturales, promoviendo el desarrollo sustentable, la integridad de la política ambiental y su regulación normativa.

Observatorio Medio Ambiental Domiciliario. (OMAD) “Desarrollado por DICTUC, a través de su área Energía Sustentable, con el objetivo de determinar un indicador de emisiones contaminantes que generan diferentes artefactos de calefacción al interior del hogar.”1

Comisión Nacional de Energía Organismo público, creado por el Ministerio de Energía, “encargado de analizar precios, tarifas y normas técnicas a las que deben ceñirse las empresas de producción, generación, transporte y distribución de energía, con el objeto de disponer de un servicio suficiente, seguro y de calidad, compatible con la operación más económica”2

En cuanto a la calidad del aire, tienen 4 diferentes líneas de acción: Control de las emisiones de la industria: Como termoeléctricas, fundiciones y calderas, que son las que tienen más relevancia en las emisiones. Control de las emisiones de la leña: Normas para las emisiones de los calefactores a leña y programas de recambio de equipos. Control de emisiones del transporte Locales: Planes de descontaminación y monitoreo de la calidad del aire. SINCA: Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire. Pone a disposición de todos la información sobre la calidad del aire de todo el país, buscando mejorar gradualmente el conocimiento por parte de la gente, y la gestión de la calidad del aire que respiramos.

Fuente: SINCA (2013) Objetivos SINCA. Recuperado el 27 de novimbre. http://sinca. mma.gob.cl/index.php/pagina

Red a Leña Cooperativa de combustibles sólidos de madera que reúne a más de diez leñerías de Temuco y Padre Las Casas, cuyo objetivo es mejorar la gestión de abastecimiento de leña seca en el sector y ofrecer un servicio más oportuno. Fuente: Red a Leña (2014) Somos. Recuperado el 20 de mayo. http://www.xn--redalea-9za.cl/index.htm

1. OMAD (2013) Que es OMAD. Recuperado el 27 de noviembre http://www.omad.cl/?page_id=2 2. Comisión Nacional de Energía (2010) Quienes Somos. Recuperado el 15 de septiembre. http://antiguo.cne.cl/cnewww/opencms/01_Institucional/Quienes_Somos/quienes_somos.html

25%

fuentes móviles

Qué es el smog

smoke + fog = smog Éste es uno de los elementos de la contaminación ambiental que en las últimas décadas se ha transformado en un tema bastante problemático para el hombre. Se trata de una capa baja de aire que se combina con contaminantes ambientales, sobretodo en épocas de mayor temperatura, estancándose en las capas más bajas de la atmósfera debido a su alta densidad. Esto significa que el smog está en contacto directo con personas, plantas, animales, edificios, etc. siendo altamente nocivo para la salud y el medio ambiente en que vivimos. Por motivos de esta investigación, es necesario especificar los tipos de smog que existen hoy en día. Estas clasificaciones se crearon a partir del origen y factores gatillantes de cada uno de ellos.

Introducción

50% quema de leña

http://cnnchile.com/noticia/2013/06/07/los-factores-contaminantes-que-afectan-a-santiago

Existen dos tipos de smog atmosférico: El fotoquímico, que se vio por primera vez en 1943 en Los Angeles, Estados Unidos. Es el tipo de smog que proveniente del tubo de escape de los autos. Nace a partir de la combinación de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles catalizados por la radiación solar, cargando el aire de componentes tóxicos para la salud, como ozono y nitrato de peroxiacilo. Las altas temperaturas y el poco movimiento de masas de aire favorecen considerablemente a la generación de este smog.

Por otro lado, existe el smog industrial, el que es asociado a las grandes ciudades tales como Londres, Sao Paulo, Ciudad de México, Madrid, Santiago de Chile y Hong Kong. Este tipo proviene de la combustión del carbón, la que libera principalmente dióxido de azufre y partículas sólidas en suspensión (PM), que al entrar en contacto con capas densas de aire se estancan generando una niebla cargada de contaminantes a nivel del suelo, que afecta la salud de las personas y la conservación de edificios.

Este tipo de contaminación provoca enfermedades respiratorias, como bronquitis, asma, etc. y también reduce la visibilidad instalándose en el aire como una nube rojiza.

Actualmente los países desarrollados cuentan con instalaciones especiales para este tipo de combustión, con la ventilación y sistemas de depuración adecuados, por lo que este tipo de smog se ve cada vez menos. ¿Pero qué pasa en los países menos desarrollados o en vías de industrialización? La combustión de la leña y el carbón es una de las primeras y más básicas formas de obtener energía que han existido en la historia, por lo que no podemos ver esta contaminación solamente a nivel de las grandes industrias, sino que también a nivel local o doméstico. Es importante recordar que en nuestro país, actualmente un 20% de la energía primaria corresponde a la leña, la cual es utilizada para cocinar, calefaccionar los hogares, quemar basura, etc. Por lo que para nosotros los chilenos, no es un problema superado.

Smog fotoquímico:

Fuente: Comisión Nacional de Energía (Diciembre de 2008). Estudio de “Análisis del Potencial Estratégico de la Leña en la Matriz Energética Chilena”. Santiago, Chile: Chile Ambiente Corporación. p.5

10 Informe de Título 2014

El Material Particulado

El material particulado liberado por la combustión es una mezcla de pequeñísimas moléculas sólidas que contienen ácidos, metales y polvos. Se dice que estas partículas en suspensión son el “mejor indicador del riesgo de la salud causado por la contaminación de aire de interiores”1

ácidos + metales + polvo

· PM10 = partículas < 10 micrones · PM2,5 = partículas < 2,5 micrones

“La recomendación de la OMS es que, en promedio, un aire saludable no debiera superar los 20 microgramos por metro cúbico (Ug/m3) de este material en suspensión (PM).”2 A partir de un estudio realizado por la OMS en Septiembre del 2011, Chile se posiciona como el cuarto país de Latinoamérica con más PM en el aire. Lo que corresponde hasta tres veces más niveles de polución de lo recomendado. Trece de las ciudades chilenas que formaron parte del estudio, entre ellas Temuco, Antofagasta, Santiago y Rancagua, duplicaron – incluso algunas triplicaron – la cantidad de PM10 recomendada por la organización. En cuanto a la medición del PM2.5, la investigación informa que Chile está tres veces por sobre la recomendación OMS, que es 10 Ug/m3 (Chile: 28.9 ug/m3). Otro estudio reciente, realizado por la Universidad Católica de Temuco (UCT), confirma que en ciertos meses y horarios punta, la ciudad de Temuco presenta la misma cantidad de contaminación y de PM2.5 que hay en Beijing, capital de China, una de las ciudades más contaminadas del mundo.

Los efectos del material particulado sobre la salud, están directamente relacionados con el tamaño de la partícula. Mientras más pequeña es, más fácil entra en nuestro sistema respiratorio, pulmones y sangre, acarreando las toxinas por todo el cuerpo. Es decir, mientras menor es el tamaño, mayor es el daño. El material particulado fino de 2.5 micras, que es mucho más pequeño, ingresa directamente a los alvéolos y sangre, siendo todavía más nocivo para la salud. Reportaje de La Tercera sobre el estudio realizado por la OMS en el 2011.

1. OMS (2007) Energía doméstica y salud. Combustibles para una vida mejor. Francia: Author. 2. Christiansen. A /Pérez. C (Martes 27 de septiembre de 2011). Nivel de emisiones en el mundo. LA TERCERA, p.40

Fuente: Soy Temuco (27 de Febrero 2012). Noticias y eventos. Temuco está tan contaminado como Beijing. Recuperado el 27 de Noviembre de 2013, de http://www. uctemuco.cl/aire/noticias.php?id_ noticia=12

Encuesta

¿CUÁL DE ESTAS CIUDADES CREES QUE ES LA QUE TIENE MÁS SMOG? PUEDES MARCAR MÁS DE UNA 9%

14%

47%

15%

Con motivo de esta investigación, se realizó una encuesta a 100 chilenos, de diferentes edades, sexo y situación económica, en la cual se les pedía identificar, según su propia percepción, las ciudades más contaminadas de Chile. Temuco fue reconocida como tal, con una mayoría del 47%. Osorno

Temuco

Rancagua

Otros

Valparaíso Calama

Por otra parte, el 92% reconoció importarle la calidad del aire en donde viven, lo que nos lleva a pensar que en Chile ya se está comenzando a desarrollar una conciencia más responsable por el medio (aunque igual seguimos “colgados de la chimenea” sin hacer nada al respecto todavía.)

¿TE IMPORTA VIVIR EN UNA CIUDAD CON CONTAMINACIÓN AMBIENTAL?

92% Como conclusión de la encuesta, se comprende que la contaminación, el smog y Temuco, no son conceptos aislados en el colectivo de las personas, éstas están enteradas de lo que está pasando hoy en día en esta ciudad, conocen las causas y dicen que sí les importa. Esto es percibido y tomado como una motivación para el proyecto, una puerta abierta a hacer cosas nuevas, innovar y ofrecer cambios para generar soluciones. *** Ver encuesta completa en anexos.

Informe de Título 2014

Contaminación en Temuco

“Desde el año 2010, las comunas de Temuco y Las Casas han sido declaradas Zonas Saturadas de MP10 y MP2,5.”1 El clima templado lluvioso, característico de esta región, clama por el uso de calefactores, ya que en invierno las temperaturas alcanzan en promedio los -5ºC en el mes de Junio; mientras que en el verano sobre los 30ºC (37ºC promedio en Febrero).

La región de la Araucanía tiene una población de 869.535 habitantes, con un 68% de población rural.

Temuco se encuentra en una región húmeda, la cual presenta precipitaciones durante todo el año, alcanzando en promedio los 1.000 mm anuales.

La principal actividad económica de la zona es la silvoagropecuaria, la cual representa las mayores superficies cultivadas del país. La actividad forestal ha experimentado un crecimiento, gracias a la plantación de pino y eucaliptos.

Si avanzamos de la costa a la cordillera, es decir, de oeste a este, se observa un aumento en la amplitud térmica por su lejanía del mar, lo que significa que existen grandes diferencia de temperaturas entre el día y la noche.

La vegetación característica de la zona es el bosque nativo, encontrando la Araucaria Araucana, monumento nacional, el canelo, roble, coigue, luma, mañio, lingue y coligue.

Tendencia de factores climatológicos en Chile

DE NORTE A SUR

AUMENTAN

DISMINUYEN

Precipitaciones

Temperatura

Humedad del Aire

Radiación Solar

Meses de invierno

DE OESTE A ESTE

Oscilación térmica

Humedad del Aire

68% población rural en Temuco

Radiación Solar

1. SINCA (2013) Región de la Araucanía. Información General. Recuperado el 15 de octubre http://sinca.mma.gob.cl/index.php/region/info/id/IX

Fuente: SINCA (2013) Región de la Araucanía. Información General. Recuperado el 15 de octubre http://sinca.mma. gob.cl/index.php/region/ info/id/IX

Contaminación en Temuco

Alerta ambiental: Se prohibe encender calefactores a leña aunque cuenten con sistemas de doble cámara de combustión, en la Región Metropolitana. Se recomienda abstenerse de la actividad física.

Como se dijo anteriormente, hace 4 años que Temuco fue declarada Zona Saturada de PM. Solo en el año 2012, hubo 21 emergencias, 29 preemergencias y 30 alertas por la mala calidad del aire.

Preemergencia ambiental: Prohibición del uso de calefactores a leña, incluso los de doble cámara. Además se utiliza la restricción vehicular de autos catalíticos y no catalíticos

Según el Ministerio del Medio Ambiente de Chile, la principal causa de la contaminación ambiental en Temuco se le atribuye a la cantidad de PM que hay en el aire, donde el 94% proviene del uso de leña como combustible en calefactores y cocinas domésticas. Lo anterior, tiene severas consecuencias tanto en la calidad de vida como en el ámbito de la salud, donde las visitas a consultorios por enfermedades respiratorias se elevan considerablemente en los meses de invierno. Esto desprestigia a Temuco que se presenta como una ciudad para vivir, jugando en contra a los esfuerzos por descentralizar la capital.

Fuente: Ministerio del medio Ambiente (2012) Información general de la Región de la Araucanía. Recuperado el 20 de Septiembre de 2013, de http://sinca.mma.gob.cl/index.php/ region/info/id/IX

ICAP = Indice de calidad de aire según partículas ambientales 30 alertas

ambientales 29 pre-emergencias

emergencias ambientales

94%

del PM viene de la combustión de leña

de esto,

87% residencial de leña.

proviene del consumo 1

1. Cortés, A., Ridley, I. (2013) Efectos de la combustión a leña en la calidad del aire intradomiciliario. La ciudad de Temuco como caso de estudio. Tesis de maestría no publicada. Universidad de Chile. Chile

Fuente: Ministerio del Medio Ambiente

La leña es el principal combustible de la ciudad de Temuco, es utilizado tanto para cocinar como para calefaccionar los hogares, ya que es un recurso abundante en la zona y no tiene competencia con otras fuentes de energía en cuanto a precio.

Informe de Título 2014

Esto lleva a preguntarnos

¿Por qué en muchos hogares se sigue ocupando la combustión a leña como fuente de energía, siendo que existen alternativas más sustentables y menos nocivas para el ambiente y la salud?

Oportunidad

Informe de Título 2014

La leña: Un combustible básico Consumo de leña según los diferentes sectores Para responder a esta pregunta es necesario entender en profundidad la importancia que tiene la leña en el mundo de hoy, cómo satisface numerosas necesidades de un sector social necesitado, cuál es su real impacto en la salud de las personas y en el medio ambiente, y cuáles son los beneficios que entrega.

redisencial rural

44% industrial

27% [A nivel mundial] En estudios realizados por la Organización Mundial de la Salud, se ha declarado que la mitad de la población mundial depende de combustibles sólidos (entre ellos la madera) para satisfacer sus necesidades energéticas básicas.

Fuente: OMS (2007) Energía doméstica y salud, combustibles para una vida mejor. Francia: Paprika.

[A nivel local] Según la Comisión Nacional de Energía, la leña es la tercera fuente de energía más importante del país, después del petróleo y el carbón. De esto, un 59% corresponde al consumo de leña en las casas, para satisfacer necesidades como calefacción y cocina.

Esto se traduce en que el mayor consumo de leña se ubica en el sector residencial rural, con un 44%, seguido del sector industrial con un 27%. (Gómez-Lobo, 2006) Es importante recordar que la ciudad de Temuco cuenta con una población rural del 68%, comprobando que el uso de leña en esta región es realmente importante.

Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas (30 de octubre de 2011) COMPENDIO ESTADISTICO REGIONAL LA ARAUCANÍA. Chile: INE

residencial urbano

25% sector público y comercial

4% Fuente: Velasco, C (2013) Análisis del Ciclo de Vida para la Leña Cerificada en la Región de los Ríos. Tesis de maestría no publicada. Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

Balance de energía primaria 2011

18%

35%

Petróleo crudo Gas Natural Hidroelectricidad

20%

21%

Leña Carbón Fuente: CNE (2012) Ministerio de Energía.

La leña: un combustible básico

Los usuarios son principalmente familias de estratos sociales más bajos, que no tienen los recursos necesarios para utilizar energías más limpias, como serían la parafina, gas o electricidad. La leña, como una de las principales fuentes de energía de nuestro país, es, junto a la energía hidroeléctrica, “la única fuente de energía renovable que se produce y utiliza de forma significativa en Chile”1. Además, en los últimos años su consumo ha ido en aumento, sobretodo en el sector industrial y comercial, debido a la crisis de los combustibles fósiles, los cuales han aumentado sus precios. Por ejemplo, la crisis del gas con Argentina, las guerras en países ricos en petróleo, etc

Porcentaje de hogares que ocupan leña

Estrato socioeconómico

ALTO

MEDIO

BAJO

100

COCINA

SECAR ROPA

DESHUMEDECER

CALEFACCIÓN

Fuente: CNE (Diciembre de 2008). Estudio de “Análisis del Potencial Estratégico de la Leña en la Matriz Energética Chilena”. Santiago, Chile: Chile Ambiente Corporación. p.67

1. SNCL (2013) Beneficios leña certificada. Recuperado el 25 de octubre http://www.lena.cl/porque_lena_certificada/

Informe de Título 2014

Externalidades negativas de la combustión de leña

Aunque la madera se considere una fuente de energía renovable, es importante destacar que más del 70% del mercado de la leña es informal1, es decir, no paga impuestos ni respeta las normas forestales (vendiendo leña de mala calidad, húmeda, talando árboles protegidos, etc.), por lo que clasificándola como una fuente renovable de energía, estamos suponiendo equivocadamente, que la leña utilizada como combustible ha sido recolectada de manera sostenible. Por otra parte, la leña es considerada el único combustible emisor de material particulado. Combustibles derivados del petróleo, como es el kerosene, gas natural, se consideran con cero emisión de PM, haciendo de la leña uno de los peores combustibles en cuanto a su calidad debido a las emisiones que libera.

Ésta corresponde a toda emisión de sustancias contaminantes dentro de los hogares, oficinas, escuelas, etc. Es considerada de las más peligrosas, ya que puede superar a la del exterior (por la falta de ventilación) y afectar más gravemente la salud de las personas, las cuales se encuentran la mayor parte del día respirando este aire contaminado en espacios cerrados. La contaminación del aire en el interior del hogar, es un enemigo silencioso que debemos conocer, muchas veces lo que respiramos en nuestras casas, nuestro ambiente seguro y resguardado, puede ser mucho peor que lo que está afuera.

Además, está comprobado que la contaminación generada por la combustión de leña (smog industrial) es más tóxica que el smog de Santiago (principalmente fotoquímico) ya que libera muchas más micropartículas, llevando la preocupación a la contaminación intradomicialiaria.

Este tipo de contaminación ha existido desde la Edad de Piedra, desde que el hombre descubrió el fuego y lo utilizó para calentarse y cocinar, actividad que liberaba y sigue liberando contaminantes como anhídrido carbónico (CO), compuestos orgánicos volátiles (COV), material particulado respirable (PM10), y en menor medida óxidos de nitrógeno (NOx).

Las principales fuentes de contaminación intradomiciliaria

Los principales contaminantes liberados de la combustión de madera

cigarro

monóxido de carbono

cocina

óxido de nitrógeno

calefacción

dióxido de azufre

insecticidas

benceno

mala ventilación

formaldehído

polvo exterior

1. Vial. B (2013, 21 de junio) Las consecuencias negativas del humo de la leña. Recuperado el 13 de octubre. http://www.cnnchile.com/noticia/2013/06/21/las-consecuencias-negativas-del-humo-de-la-lena

La leña: un combustible básico

Efectos sobre la salud La combustión de la leña tiene importantes repercusiones en la salud de las personas, porque respiramos partículas sólidas que entran directamente a nuestro organismo. De los componentes de la combustión mencionados anteriormente, es importante destacar los efectos que tiene el dióxido de azufre y el óxido de nitrógeno, gases que irritan las vías respiratorias, reducen la función pulmonar y aumentan la vulnerabilidad de las personas a contraer enfermedades broncopulmonares. Pueden provocarnos fatigas, nauseas, irritación a las vías respiratorias, taquicardia e incluso la muerte por asfixia. El monóxido de carbono (CO) disminuye la capacidad de oxigenación a nivel pulmonar y celular. Este gas en elevadas concentraciones, puede causar vómitos, intoxicaciones e incluso la muerte (debido a que el CO reemplaza la hemoglobina de la sangre). La población que se ve mayormente afectada por esto es la rural, por lo general de menores ingresos, siendo mujeres, niños y ancianos los más vulnerables, ya que son ellos quienes pasan la mayor cantidad de horas al interior de la casa, respirando en ese ambiente. Según informes de la OMS, cada año mueren cerca de tres millones de personas como consecuencia de la contaminación ambiental, un 93% de esto se le atribuye a la exposición de las personas a aire contaminado en espacios cerrados. El que los niños estén expuestos a esta contaminación es un factor crítico, ya que durante el primer año de vida, sus vías respiratorias siguen desarrollándose y su sistema inmunológico es aun inmaduro.

La neumonía es el más importante asesino de niños, según la Organización Mundial de Salud, provocando 3 millones de muertes al año. Otro factor crítico es que la inhalación de humo, ya que ésta duplica el riesgo de contraer la enfermedad en niños menores de 5 años. Otro estudio realizado por la OMS, demuestra que para las mujeres que cocinan con leña, en lugar de gas o electricidad, es hasta 3 veces más probable sufrir enfermedades respiratorias crónicas. No olvidemos que esta mujer debe trabajar a diario por necesidad, hacerse cargo de la casa y los niños, lo que le da una pésima calidad de vida, y probablemente limita su generación de ingresos. “¿Vamos a determinar la importancia de los problemas preguntando cuán de moda o llamativos son? ¿O preguntando cuán gravemente afectan a cuántos?” Nelson Mandela. 1918 Es por estas y más razones que se debe hacer un llamado de atención a ocuparse de este problema de salud pública grave y descuidado, donde el enemigo silencioso de la contaminación dentro de la casa está afectando la calidad de vida de las personas, enfermándolas e incluso provocando la muerte.

20 Informe de Título 2014

Consecuencias sociales La pobreza y la energía van de la mano, el uso de energías limpias es una señal de prosperidad en una sociedad. En cambio, el uso de energías peligrosas y de mala calidad son un reflejo de escasez y pobreza en un país. Es por esto que si fomentamos la investigación para la creación de combustibles más limpios, estamos atacando varios frentes, como son el proteger la salud de las personas sobre todo de la que está a cargo de generar ingresos en una casa, estamos fomentando el desarrollo y prosperidad de la familia completa, los ayudamos a mantener sus empleos evitando caer en gastos adicionales. Como se mencionó anteriormente, el mayor porcentaje de la población en Chile que utiliza la leña como fuente de energía, es la población rural de escasos recursos. Si mejoramos la calidad del combustible estamos contribuyendo con el desarrollo social en el país. Por otro lado, está la educación de la gente, el crear conciencia y conocimientos sobre la energía, el “hacer lo mismo, gastando menos”. Países nórdicos vivieron esta transición hace más de veinte años, actualmente la preocupación ambiental y energética es un tema que está internalizado, el cual viven día a día a nivel país y en sus propios hogares. Incluso, hoy en día, el 20% de la población sueca cuenta con calefacción a gas gratis, gracias a la energía que obtienen desde la basura.

Swedich Waste Management (1012) Towards a greener future with swedish waste to energy. Recuperado el 20 de Agosto. http://www.avfallsverige. se/fileadmin/uploads/ forbranning_eng.pdf

http://www.infonews.com/2012/11/09/mundo-46807-suecia-sequedo-sin-basura-y-le-compra-a-noruega.php

La leña: un combustible básico

Consecuencias en el medio ambiente La combustión de leña también tiene consecuencias ambientales, debido a que el humo liberado contribuye a la formación de smog en las capas más bajas de aire. Esta contaminación cabe dentro de la clasificación de contaminante primario, los cuales son emitidos por la fuente y permanecen en la atmósfera, como es el óxido de azufre, monóxido de carbono y óxido de nitrógeno. Los contaminantes secundarios son los que están sujetos a cambios químicos. Según un estudio publicado por la OMAD, las estufas que utilizan leña generan niveles de CO de 72,9, mientras que las a parafina generan 3,2 y menos. Este número es el mayor indicador que pone en evidencia la cantidad de emisiones que tiene una estufa a leña, comparada con otras fuentes de energía.1 Si retrocedemos un poco, el que la madera de los árboles sea utilizada como combustible básico, genera una mayor tala del bosque nativo, que muchas veces, por necesidad, puede no ser sustentable, impactando negativamente al medio, provocando deforestación. Ésta trae importantes consecuencias climáticas, erosión de suelos y el aumento de CO2 en el aire, además generaría cambios en la actividad económica de la zona, ya que la silvicultura se vería sobre explotada a nivel local y global.

Fotografía tomada a la ciudad de Temuco el día 29 de Abril del 2014

Todo esto nos lleva nuevamente a la pregunta de investigación, ¿Por qué en muchos hogares se sigue ocupando la combustión a leña como fuente de energía, siendo que existen alternativas más sustentables y menos nocivas para el ambiente y la salud? Una vez comprendidos todos los impactos negativos que tiene la combustión de leña, debemos entender por qué la gente la sigue usando. No es posible que teniendo todos estos datos y estudios científicos no se haya prohibido su uso, o creado leyes más estrictas que lo restrinjan. A continuación, veremos el otro lado de la moneda en cuanto al uso de la leña como un combustible básico y necesario para la población.

22 Informe de Título 2014

Externalidades positivas de la combustión de leña Precio sin competencia

Producción local

Como se mencionó anteriormente, desde el año 2003 que estamos viviendo una crisis energética con el corte de suministros de gas de Argentina, y el alza de los precios del petróleo. Lo que ha tenido como consecuencia el aumento en la demanda de la leña como combustible, sobretodo en la zona Sur de Chile, en la población de menores recursos.

El sur de Chile se caracteriza por su bosque, contando con alrededor de 2,1 MM de bosques nativos entre la V y la XI región. Si la tala se hace de manera sustentable, la energía podría ser aprovechada de forma indefinida, ya que los árboles crecen durante todo el año.

El mercado de la leña genera 200 millones de dólares al año, de los cuales se les puede atribuir a los productores rurales el 35%,1 lo que significa que este mercado está generando trabajo en zonas más apartadas, al mismo tiempo que contribuye con la descentralización de la capital y las grandes ciudades. Esto nos da la oportunidad de diversificar los recursos energéticos, reduciendo la dependencia de combustibles más importantes y volátiles en precio, como son el gas y petróleo. Significa una alternativa más económica, abundante y al alcance de la mayoría de las personas, les da estabilidad y seguridad al momento de depender de ésta.

La producción de madera se hace a nivel local, es decir, se produce y se comercializa en la misma región que se consume, lo que disminuye gastos en transporte y huella de carbono, genera empleos, etc. generando de esta manera ingresos a nivel local.

Fuente: CNE (Diciembre de 2008). Estudio de “Análisis del Potencial Estratégico de la Leña en la Matriz Energética Chilena”. Santiago, Chile: Chile Ambiente Corporación. p.3

foto bosque nativo

La leña es 2

Bosque Nativo Chileno 1. Cortés, A., Ridley, I. (2013) Efectos de la combustión a leña en la calidad del aire intradomiciliario. La ciudad de Temuco como caso de estudio. Tesis de maestría no publicada. Universidad de Chile. Chile 2. SNCL (2013) Leña energética renovable para Chile. Recuperado el 20 de Octuble 2013. http://www.lena.cl/contexto/

La leña: un combustible básico

Tradición El uso de la leña es parte de la cultura de la gente. Tiene beneficios más difíciles de cuantificar, como el ambiente que genera, que es acogedor, calentito y familiar, se usa para secar la ropa y contar con agua caliente. Estos factores son los que han justificado su uso masivo en la región.

Finalmente, se puede concluir que el eliminar el uso de leña como combustible básico es una medida drástica e incluso utópica, si pensamos que la mitad de la población mundial depende de ésta (Gordon, 2004), sumando los valores culturales que se le da en el sur de Chile, además de la competencia en precio que tiene. Sería una medida forzada e ineficiente.

También tiene fuertes raíces culturales, sobre todo en el sur del país, ya que la cocina a leña, por ejemplo, se utiliza para mantener las costumbres y hábitos tradicionales, manteniendo recetas y costumbres antiguas, como el fogón mapuche.

Se debe entender que sería muy difícil reemplazar el uso de leña en el ámbito residencial ya que este combustible satisface al menos dos necesidades básicas, en un solo equipo, ya que permite cocinar y a la vez calefaccionar el hogar. Su reemplazo supondría la adquisición de dos nuevos artefactos, aumentando el gasto familiar, lujo que familias de bajos recursos no pueden darse.

Así por ejemplo, en un estudio basado en la cultura mapuche, informa que en las comunidades rurales de la Araucanía, el 71,4% de las familias consumen leña como fuente de energía exclusiva. De éstos, el 10% aún utiliza el fogón, y el 64% cuenta unicamente con cocina a leña.1

A raíz de esto, se decidió analizar el ciclo de vida de la leña, desde el minuto que es plantada hasta que llega a la chimenea y queda en cenizas. De esta manera se espera encontrar oportunidades interesantes donde, de la mano del diseño, se puede generar un cambio y mejorar la calidad de vida de las personas.

foto fogón mapuche

Fogón mapuche 1. Gutiérrez. 2007. Op. Cit., p. 42 y 45

24 Informe de Título 2014

Análisis de Puntos Críticos LEÑA

CALIDAD TRANSPORTE ORIGEN

Raleo Volteo --> Escoger el árbol, ubicar vías de escape, realizar el corte y emparejar la base. Desrame y Trozado --> Cortar el tronco a cada metro. Luego se parten las trozas para acelerar el secado. Madereo --> Colocar las trozas en camiones para transportarlos a centros de acopio.

EQUIPO

HOGAR

EFICIENCIA*

VENTILACIÓN* PERMEABILIDAD* AISLACIÓN TÉRMICA*

Porcentaje de calor que es capáz de aprovechar. Salamandra 35% Cocina 35% Chimenea 15%

Arrumado --> Juntar las trozas en lotes con la intención de acelerar el secado. Secado* -->Puede ser en galpones, con plásticos protectores o simplemente al aire libre.

A raíz del estudio realizado, se detectaron diferentes puntos críticos que daban la oportunidad a desarrollar un proyecto. El incumplimiento de los estándares mínimos de calidad de la leña, la ineficiencia de los equipos de combustión, y el pobre aislamiento térmico de las viviendas fueron los temas que dieron pie a una investigación más profunda, en búsqueda de una oportunidad importante y significativa. Es importante recalcar que el problema de la contaminación por la combustión de leña es un problema energético, pero no es LA inquietud del sector de energía. Es un problema de salud, pero la respuesta o solución no corresponde a este sector. Es un problema ambiental, pero a menudo este tema se encuentra muy aislado para dar soluciones directas. Por lo que es importantísimo encontrar oportunidades que nos lleven a generar propuestas interesantes y completas, y que abran las puertas a proyectos que tengan influencia tipo dominó, que al atacar un problema se solucionen varios más, mejorando la calidad de vida de las personas y contribuyendo al desarrollo del país. * Temas de interés que se profundizarán a continuación...

Análisis de puntos críticos

Eficiencia de los equipos de combustión La eficiencia de un equipo se mide por el porcentaje de calor que es capaz de aprovechar. Las chimeneas a leña son el equipo menos eficiente en el mercado, liberan poco porcentaje de calor (comparado con otros artefactos), siendo el único tipo de combustión que libera PM10. Ministerio del Medio Ambiente (2013) Focos estratégicos: Calidad del Aire. Recuperado el 27 de Octube, http:// www.mma.gob.cl/1304/ w3-propertyvalue-16231. html

Actualmente se han tomado medidas para restringir estas emisiones. Por ejemplo, en Julio del 2012 entró en vigencia la norma que establece un máximo de emisiones permitidas de PM10 de los artefactos de combustión de leña, para así fomentar la mejora de los equipos e incentivar el estudio de nuevas tecnologías. Es importante volver a mencionar que el recambio de la cocina a leña en familias de menores recursos suena como algo poco realista, ya que este equipo cumple con la doble función de cocinar y calefaccionar, tiene raíces culturales, y la leña es el combustible más económico y disponible en el mercado.

Aislación térmica en las viviendas Actualmente, el Ministerios de Vivienda y Urbanismo busca crear viviendas más eficientes energéticamente, centrando sus esfuerzos en entregar confort a sus habitantes, disminuyendo la contaminación intra y extra domiciliaria, junto con el ahorro de combustible, consiguiendo el menor uso de energía posible. Son inversiones a largo plazo que entregan importantes retribuciones a la gente, ya que permite a las familias ahorrar

dinero, mejorar su calidad de vida (ya que la calidad ambiental está directamente relacionada a los problemas de salud). También beneficia al país disminuyendo los niveles de contaminación ambiental. Temas que trabaja el MINVU, y que tiene relación al tema investigado, son la aislación térmica en las viviendas, la ventilación de éstas y la porosidad de los muros.1 El aislamiento tiene especial importancia ya que el uso de calefactores a leña se da mayormente en los meses de invierno, por lo que si la vivienda contara con un mejor sistema de aislamiento térmico, el uso de calefactores disminuiría, reduciendo las emisiones y la contaminación. Aunque por otro lado, si aumentan las temperaturas interiores, el hábito del uso de leña probablemente no disminuya porque la cocina requiere siempre de una cantidad de calor para hervir el agua o cocinar. Mejorar la porosidad de los muros, también podría suponer un beneficio para las viviendas, ya que se mantendrían concentradas las emisiones en una sola habitación. Pero esto lleva a pensar que probablemente en los grupos más vulnerables, la cocina a leña no será reemplazada, por lo que los niveles de contaminantes en el interior de la casa se concentran, empeorando la calidad del aire intradomiciliario. Comunmente se entiende que el empeoramiento de la calidad del aire se debe a la mala ventilación de los espacios cerrados, por lo que desarrollar y trabajar con los flujos de aire dentro de la vivienda también se presenta como una buena oportunidad para intervenir a nivel de la vivienda social.

1. Bustamante, W. Rosas, Y.(Abril 2009) Guía de diseño para la eficiencia energética en la vivienda social. Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Di- visión Técnica de Estudio y Fomento Habi- tacional (minvu) y Programa País de Efi- ciencia Energética (cne). Santiago, Chile

26 Informe de Título 2014

Calidad de la leña El proceso de producción de la leña cuenta con diferentes etapas, una de ellas es la de secado. Esta es de las etapas más críticas del proceso, ya que contribuye a la calidad con que luego se venderá la leña para combustionar. La leña seca hace más eficiente la combustión, generando más energía y más calor. Esto permite ahorrar en volumen y reducir la contaminación del aire, ya que la leña seca, al contener un porcentaje bajo de humedad (20%) no debe perder energía en evaporar el agua, liberando menos humo y menos PM10. Por lo tanto, un trozo de leña que tiene bajo porcentaje de humedad (entre 20 y 25% idealmente), está más condensada y densa en su interior, es más eficiente calóricamente y libera menos emisiones contaminantes, reduciendo su consumo y disminuyendo la contaminación ambiental. Según datos del SEREMI de Salud, la leña húmeda produce 4 veces más hollín que la seca.1

1. Ministerio de Salud (2013) Calidad del Aire. Recuperado el 27 de noviembre. http://www.asrm.cl/Archivos/preguntasFrecuentes/calidadDelAire.pdf

Distribución venta de leña húmeda en Temuco (2012)

0-20%*

20-33% 24%

33-43%

43-50%

50-56%

33%

76%

18%

Tabla se poder calorífico según especies Especie

25% humedad

50% humedad

Luma

1,68

0,99

Trevo

1,44

0,86

Ulmo

1,22

0,73

Eucaliptos 1,18

0,70

Aromo

1,18

0,70

Coihue

1,08

0,66

Roble

0,99

0,60

Canelo

0,92

0,55

Fuente: Sistena Nacional de Certificación de Leña

56-60%

*Porcentaje de humedad en la leña

Formulación

La leña es la segunda fuente de energía más importante en el país, es el principal combustible en Temuco, mientras más condensada y seca está, es más eficiente calóricamente y libera menos humo.

Objetivos Específicos

- Acelerar el proceso de secado de leña en un porcentaje significativo de tiempo. - Fomentar el negocio de la leña haciéndolo más dinámico. - Disminuir la cantidad de leña utilizada domésticamente.

Por Qué Para Qué Qué Objetivo General

Porque actualmente el sistema de secado de la leña es muy largo (6 meses a un año) y precario, generando un alto consumo de leña húmeda lo que se traduce en contaminación.

Para proveer de mayor cantidad de leña seca en menos tiempo, mejorando la calidad de un combustible básico y así disminuir el PM en el aire.

- Reducir los niveles de humo y de emisiones liberados en la combustión. - Mitigar el problema de contaminación en Temuco.

Usuario

Beneficiados: - Proveedor de leña ya que el flujo de su negocio se hace más dinámico, haciéndolo más rentable. - Dueñas de hogar y niños, porque son ellos los que pasan mayor tiempo al interior de la casa en contacto directo con el material particulado liberado de la cocina. Se verán beneficiados en temas de salud y calidad de vida.

Sistema de secado de leña capaz de manejar volúmenes de 2.000 m3 aproximadamente, para ser utilizado en regiones del sur de chile con alto indice de humedad ambiental.

Mejorar la calidad de un combustible básico, para que sea menos nocivo para la salud y el ambiente, y fomentar el negocio de la leña.

Proveedores de leña, que trabajan entre la V y XI región. Son los responsables del arrumado de la madera, principalmente. Son proveedores formales que manejan cantidades industriales de leña.

Contexto

El producto, que será utilizado en regiones húmedas de Chile. Se aprovechará en la etapa del secado de la leña, cuando el proveedor la almacena en bodegas o patios al aire libre.

Temas de estudio

Qué se hace actualmente

Qué se hace actualmente En cuanto a la calidad de la leña

Es importante destacar y entender algunos proyectos, medidas y procesos que se usan hoy en día en temas de secado de leña, energía y smog, para de esta manera estar informada de lo que existe, y no existe, y de lo que es rescatable para nutrir el proyecto. Existe el Servicio Nacional de Certificación de Leña, la cual es una iniciativa público - privada que ha fijado estándares de origen y calidad para la comercialización de la leña en Chile. Su objetivo principal es disminuir la tala indiscriminada del bosque nativo, y también disminuir la contaminación del aire. A pesar de la importancia que tiene la leña, como fuente de energía básica en nuestro país, su consumo no está regulado, provocando graves problemas como la deforestación, polución del aire por combustión de leña húmeda, evasión de impuestos, precarias condiciones de trabajo, ya que la mayoría de este mercado es informal, etc. Objetivos: reducir la deforestación, reducir la polución ambiental, controlar el mercado informal. Para certificarse, las industrias deben aprobar una serie de requisitos, entre ellos, el nivel de humedad contenido en la leña que venden. Según la Comisión Nacional de Energía, “el uso de leña húmeda y con combustión ineficiente es catalogado como responsable de la contaminación atmosférica de una parte importante de las localidades del sur de Chile, transformándose en un problema de salud pública” 1. Es por esto que se le da especial importancia al tema de la calidad de la leña, sobre todo al proceso de secado y niveles de humedad contenidos.

El SNCL declara que hay 3 formas de reducir el contenido de humedad en la leña.2 Aprovechando las condiciones naturales ambientales del lugar de acopio. Estas son la temperatura ambiental, humedad relativa y velocidad del aire. En palabras más simples, dejando la leña al aire libre. Hay que tener presente dos aspectos técnicos. El ordenamiento de la leña y la posición en cuanto a la dirección del viento. (ver imagen en anexo)

Secar la leña al aire libre cubriéndola con un plástico, que la proteja de lluvias. No se debe cubrir por los costados para permitir el correcto secado natural. Secado en galpones. Esta alternativa es más eficiente en un 7%, reduciendo el plazo de secado en 20- 25 días. Esto se debe a que la temperatura en el interior del galpón es algo mayor que la temperatura en el aire libre, lo que acelera la evaporación de la humedad.

Queda en evidencia que hoy en día no existen tecnologías, tratamientos, o materiales que promuevan el secado de la leña, que hagan más rápido o efectivo el proceso. Las técnicas no han evolucionado en el tiempo dejando un campo interesante para innovar. Es importante destacar que al querer modificar este proceso, factores como costos y precios son muy importantes, ya que el principal competidor sería el viento, bien abundante en la zona, el cual además es gratis.

1. Comisión Nacional de Energía (Diciembre de 2008). Política Energética: Nuevos Lineamientos. Transformando la Crisis Energética en una Oportunidad. Santiago, Chile: Author. p.73 2. Fuente: Velasco, C (2013) Análisis del Ciclo de Vida para la Leña Cerificada en la Región de los Ríos. Tesis de maestría no publicada. Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile.

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Durante los meses de enero y febrero del 2014, el Ministerio de Energía lanzó la campaña “Leña Seca, Leña Eficiente” para “promover la producción, comercialización y consumo de leña seca, formal y proveniente de bosques manejados sustentablemente.”1 La iniciativa se llevó a cabo en la Región de O´Higgins hasta la de Aysén, repartiendo volantes en las ciudades e instalando gigantografías en las carreteras importantes. A continuación se muestran algunos de los afiches utilizados por la campaña.

Lamentablemente la campaña no tuvo buenos resultados, los que se dan a conocer a través de la encuesta realizada por La Discusión, donde se muestra que un 69% de los encuestados cree que la campaña no tuvo éxito en fomentar una mayor conciencia energética entre los chilenos.

¿Cree que la campaña lanzada por uso de leña seca ayudó a fomentar una mayor conciencia energética en los chilenos?

69% No

31% Sí Fuente: Diario La Discusión (2014) Campaña leña seca. Recuperado el 10 de marzo. http://www.diarioladiscusion.cl/index.php/component/acepolls/ poll/878-cree-que-campana-por-uso-de-lena-seca-lanzada-en-las-ultimas-horas-ayudara-a-fomentar-una-mayor-conciencia-energetica-de-los-chillanejos

1. Ministerio de Energía (2014) Galería Actividades. Recuperado el 10 de marzo. http://www.minenergia.cl/ministerio/galeria-actividades/campana-lena-seca-lena-eficiente-140.html

Qué se hace actualmente

Sobre la innovación y estudios en cuanto a la energía A continuación se presentarán tres proyectos chilenos que tienen en común el interés por las energías más limpias para el futuro, y que de maneras originales buscan posicionarse en el mercado e influir en el desarrollo del país. El primer proyecto se trata sobre la conversión de residuos orgánicos en energía. Hoy en día General Austral cuenta con una planta de bio gas en la IV Región, en la localidad de Pichidangui, donde el 50% de la comuna tiene energía en sus casas gracias a esto. Otro factor rescatable de esta empresa es que generan oportunidades de trabajo en las mismas localidades donde instalan las plantas. Es interesante cómo a partir de desechos que actualmente no sabemos dónde dejar, se puede lograr reemplazar energías antiguas por unas más limpias, como es el bio gas. 1 “Hoy en día no necesitamos salir del país en la búsqueda de energía, ésta la podemos crear nosotros mismos.” Matías Errázuriz en Fiis2013. Fundador de General Austral.

Otro proyecto interesante es Calder Solar, empresa que trabaja en el diseño de paneles solares de plástico. La meta de esta empresa es ubicar estos paneles de muy bajo costo, en todas las viviendas sociales del país. De esta manera proporcionarían calefacción y agua caliente a las familias2, además de crear conciencia sobre el uso del agua, por ejemplo, ya que “las personas verían y se darían cuenta de dónde viene el agua caliente y de cómo en realidad funciona todo el sistema. Actualmente no estamos acostumbrados a esto.” Tomás Milnes en Fiis2013, Gerente General Calder Solar.

Paneles intalados actualmente por Calder Solar.

El tercer proyecto es similar al de Cader Solar pero con un modelo de negocios muy interesante. La empresa Britec diseña paneles solares de cobre. Este material hace que el producto sea más caro si los comparamos con los de Calder Soler, pero su proceso productivo es lo que les permite entrar a competir en el mercado. Britec es una empresa B que trabaja con reos de la cárcel para fabricar sus paneles. El trabajar con este grupo, que está privado de libertad y derechos, les ahorra costos de contrato, por ejemplo, pero sin dejar de darles un sueldo justo, capacitación y entregar actividades recreativas que les sirven para la reinserción social. Con esto queremos decir que Britec tiene un triple impacto al ser empresa B. Estos son social, económico y ambiental (tienen una huella de carbono muy baja).3

Estos proyectos seleccionados son muy interesantes e inspiradores, pero que involucran medidas a largo plazo, de una inversión significativa, y un cambio en el modo de vida de las personas. Es por esto que el proyecto a presentar busca de una manera - lo menos invasiva y más inmediata posible - ofrecer una solución a un problema real de hoy en día. 1. http://www.genera4.cl/empresa.php 2. http://www.calder.cl/ 3. http://www.britec.cl/

32 Informe de Título 2014

En cuanto al smog

Algunos países como España y México están lanzando proyectos innovadores para reducir el smog en sus ciudades. Uno de estos son los “edificios esponja” que purifican el aire gracias a una cerámica, de la cual están recubiertos, que logra absorver partículas de smog.1 Por otra parte, en Amsterdam, están trabajando en un proyecto llamado “aspiradora electrónica” que consiste en enterrar láminas de cobre bajo tierra y de esta manera generar campos electroestáticos capaces de ahuyentar el smog en sectores de la ciudad.2 Pero la innovación no va sólo con la creación de productos y tecnologías, sino que también se han creado medidas que transforman la contaminación en un negocio, a través de la venta de bonos de carbono. Con esto, las empresas que deban contaminar más para desarrollarse, deberán comprar bonos a empresas que no los necesitan. De esta manera, a través de normas muy rigurosas, se puede potenciar la innovación en las empresas para que inviertan en investigación de tecnologías menos contaminantes para al final, reducir sus gastos.

A pesar de que estas propuestas no solucionan el problema de raíz, son el primer paso que abre las puertas a la investigación e innovación en el tema. Con esto se empieza a generar conciencia ambiental en la gente y a ser un tema de discusión pública. Lo importante es que no se debiera tratar de construir ciudades cubiertas de fachadas verdes ni mucho menos, sino que es más importante transformar el modo en que habitamos y hacemos uso de los recursos, se trata de generar soluciones sustentables para cambiar la percepción, o material simbólico, que se tiene de la ciudad.

Protocolo de Kioto: Entidad que depende de la ONU cuyo propósito es estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo. Lo que hace es fijar una cantidad determinada de gases que un país industrializado puede liberar al año, y así regular el deterioro medio ambiental del mundo.

Edificio esponja en Ciudad de Mexico

Apiradora electrónica en Amsterdam

1. CNN (22 de Julio de 2013) Con fachadas que neutralizan el smog, Nuevo México busca mitigar la contaminación. Recuperado el 13 de Septiembre. http://cnnchile.com/noticia/2013/07/22/con-fachadas-que-neutralizan-el-smog-nuevo-mexico-busca-mitigar-la-contaminacion 2. Emol (19 de Noviembre de 2013) Presentan un proyecto capaz de ahuyentar el smog en ciudades contaminadas. Recuperado el 2 de noviembre. http://www.emol.com/noticias/tecnologia/2013/11/19/630589/ presentan-un-proyecto-capaz-de-ahuyentar-el-smog--en-ciudades-contaminadas.html

Referentes y primeras ideas

Referentes y Primeras Ideas

Requerimientos

Funcionales

Técnicos

Secar y mantener seca la madera

Resistir a la interperie

Evaporar el agua

Elevar temperaturas

Liberar condensación

Generar movimientos de aire

Impermeable

A continuación se muestran diferentes referentes que responden a los requerimientos del proyecto, clasificados según sus cualidades térmicas, de ventilación del aire y de absorción de humedad. Van acompañados y aterrizados con bosquejos de las primeras ideas o luces para el proyecto. Son ideas básicas y más bien conceptuales que guían la investigación a la siguiente etapa.

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Sistemas de ventilación Ventilador Dyson Gracias a ciertas leyes de la física, este ventilador logra que liberando aire por una ranura minúscula, el aire que está detrás del vacío generado por el ventilador, sea succionado hacia adentro generando una corriente de aire mucho más potente.2

Gore-Tex® La principal ventaja con que cuenta esta tela es la transpirabilidad, que facilita la evacuación de la humedad corporal resultante del ejercicio. Tiene además otros beneficios como su ligereza, su poder impermeable que lo protege de la lluvia, el viento y el frío. Permite que la humedad salga en una dirección (para la transpiración de la ropa), pero no permite que entre (para evitar mojarnos). En números; el espacio entre el tejido de la membrana es 700 veces mayor que el de una molécula de sudor pero 20,000 veces mas pequeño que una gota de agua.1

1.Gore-Tex (2013) Nuestros tejidos. Recuperado el 20 de noviembre. http://www.gore-tex.es/remote/Satellite/content/nuestros-tejidos#sec-windproof 2. Ojo científico (mayo 2013) Cómo funciona el ventilador sin aspas de Dyson. Recuperado el 20 de noviembre http://www.ojocientifico.com/3569/como-funciona-el-ventilador-sin-aspas-de-dyson Ver vídeo http://www.ojocientifico.com/3569/como-funciona-el-ventilador-sin-aspas-de-dyson

Referentes y primeras ideas

Estructura que a través de la brisa del ambiente genera mayores ráfagaz de viento.

Estrucura que ventile el metro de leña. Al ser menor el volumen se necesitará menos energía.

Estructura que capte los movimientos de aire, los concentre y guíe hacia la madera.

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Sistemas térmicos Domos Inflables ¿Cuántas veces hemos entrado a domos publicitarios y nos ha llamado la atención el calor que hace adentro? Es por esto que fueron escogidos como referente ya que concentran altas temperaturas en el interior, son impermeables, y cuentan con un sistema de movimientos de aire que los hace mantenerse inflados. “Los domos neumáticos son aquellos que no tienen apoyos centrales ya que se sostienen por una presión diferencial de aire entre el interior y exterior, generada por inyectores de aire, los que pueden ser aprovechados para climatizar el espacio. Son estructuras livianas y flexibles.”1

Deshidratador de comida por convección. Se utiliza para conservar frutas y verduras. Esta práctica se ha utilizado desde siempre, colocándolas bajo el sol o junto al fuego, pero con la llegada de estos equipos el tiempo para la deshidratación se ha reducido conseiderablemente. Éstos cuentan con un calentador en la parte inferior del artefacto que eleva la temperatura, también existen los deshidratadores solares que no necesitan energía ya que utilizan la solar.

Deshidratador con energía solar

Reflejar la luz solar Una técnica utilizada hace muchos años por las mujeres, era con un papel brillante, que cumplía las funciones de un espejo, ponerse a quemar la cara. Esta técnica les permitía captar mayor cantidad de radiación solar y reflejara directamente a la cara para así obtener un bronceado parejo.2

1. Domos Chile (2013) Domos Neumáticos. Recuperado el 20 de Noviembre http://www.domoschile.com/domosneumaticos.html 2. West, P., Aronofsky, D. (2000) Requiem por un sueño (Película) EEUU: Artisan

Referentes y primeras ideas

Tipo de invernadero que capte la radiaci贸n durante todo el d铆a, y concentre el calor.

Estructura que refleje la luz solar y la dirija a la madera

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Sistemas térmicos Microondas El microondas es un clásico electrodoméstico que se utiliza para calentar la comida, ¿Cómo lo hace, si no genera calor por sí mismo? El agua contenida en los alimentos, como también las grasas, están formadas de moléculas dipolo eléctricas las cuales absorben la energía de las microondas, en un proceso llamado calentamiento dieléctrico, por lo que giran rápidamente tratando de alinear los polos. En otras palabras, las microondas aceleran las partículas de agua, generando energía en forma de calor.1 El uso del magnetón, aparato que produce las microondas, como potencial herramienta para secar la leña se presenta como una idea atractiva para comenzar la investigación, añadiendo tecnología y calidad al proceso. Es sabido que no se debe introducir recipientes de madera dentro de un microondas, ya que estos se cuartean y secan extremadamente. Lamentablemente el alto riesgo que presenta para la salud de las personas, y su alto costo lo dejan fuera del proyecto ya que finalmente no responde a los requerimientos.

1. Pozar, David M. (1993). Microwave Engineering Addison-Wesley Publishing Company.

Fuente: Infografía Horno microondas. Recuperado el 20 de Abril 2014. http://www.consumer.es/ web/es/economia_domestica/servicios-y-hogar/2004/10/04/140166.php

Referentes y primeras ideas

Horno de Deshumidificación Un horno deshumificador consiste en un recinto cerrado herméticamente, por donde se hace circular una corriente de aire seco calentado a no más de 60ºC. Ésta corriente es la que extraería la humedad de la madera. Luego, el aire cargado de humedad se hace pasar por un sistema de refrigeración donde se enfría asta temperaturas que van por debajo del punto de rocío, drenando la humedad condensada y volviendo a aprovechar el aire fresco y seco. Este sistema es interesante como teoría, ya que en la realidad construir algo así significaría una inversión demasiada grande y que tampoco responde a los requerimientos del proyecto. Se asemeja al sistema utilizado para el secado de madera (para construcción, muebles, etc) donde es importante cuidar la calidad de ésta, sin que se agriete, curve, etc. En este caso la inversión responde al valor del producto, pero en el caso de la leña sería como “matar una hormiga con un cañón”.

Fuente: Biblioteca Virtual. Recuperado el 20 de Abril 2014. http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ciencias/ sena/carpinteria/madera/madera2i.htm

40 Informe de Título 2014

Sistemas de absorción de humedad

La Sal y el bicarbonato sódico Es muy común ver cómo la sal en los saleros, sobretodo en la playa, se aglutina y se pone húmeda. Esto lleva a pensar que la sal absorbe la humedad del ambiente. La sal de cocina contiene una proporción de cloruro de magnesio, material higroscópico que absorbe la humedad. Lo mismo con el bicarbonato, es una sustancia higroscópica. Temportec - Anticondensación Es una pintura que elimina la humedad por condensación que surge en las paredes, sobretodo en el invierno, cuando la diferencia de temperaturas adentro y afuera de la vivienda son muy diferentes. Funciona como impermeabilizador y aislante térmico.

Gel de Sílice Esta sustancia química se comenzó a usar durante la Primera Guerra Mundial, en las máscaras para evaporar gases y vapores. Después, en la Segunda Guerra Mundial, se utilizó en el ámbito de la medicina, para mantener seca la penicilina, y para proteger el equipamiento militar de la humedad. Es gracias a su gran porosidad lo que lo hace ser un importante material absorbente de agua.

Nokia recomienda a sus clientes que en caso de caer un smartphone al agua, deben introducirlo en una bolsa con arroz. Esto porque el arroz absorbe la humedad.1

Las telas DRI-FIT de Nike, absorben la humedad y las esparcen para que se evapore rápidamente. Esta eliminación de la transpiración se debe a la acción de dos capas: la primera está en contacto con la piel, absorbe toda la humedad y la transporta rápidamente hacia la segunda (exterior) donde se esparce y de esta manera se evapora de inmediato. 2 La tela Dri-FIT de Nike se fabrica normalmente con polyester, spándex y mezclas de nylon.

1.Aplicaciones Nokia (27 de marzo de 2012) “Nokia te enseña a reanimar tu smartphone en caso de ahogo” Recuperado el 20 de Octubre. http://www.aplicacionesnokia.es/nokia-te-ensena-a-reanimar-tu-smartphone-en-caso-de-ahogo/ 2. Nike Store (2013) Nike Miler Wommen running t-shirt. Recuperado el 20 de Noviembre. http://store.nike.com/us/en_us/pd/miler-running-shirt/pid-776491/pgid-653851

Referentes y primeras ideas

Un material para cubrir la leĂąa.

Puede ser un material elaborado con elementos absorventes, o que contenga estos materiales.

Tratamiento quĂmico para la madera

Desarrollo del proyecto

Prueba de teorías

Prueba de teorías La decisión de usar calor

Para ir aterrizando las ideas, y llegar a un proyecto en concreto, fue necesario primero definir de qué manera secaría yo la leña, ¿sería generando viento?, ¿o subiendo la temperatura?, ¿o ambos?. ¿O sería quizás usando radiofrecuencia o microondas? Éstas y otras opciones se presentaban al comienzo del desarrollo del proyecto. Para acotar el campo de acción fue necesario investigar qué es lo que se hace en otros países en cuanto a la contaminación del aire, a la eficiencia energética, al secado de la leña, y estudiar también el secado de la madera en nuestro país, que aunque es un proceso de mucha más inversión, al fin y al cabo se está secando el mismo material. Según el informe de Pablo Karelovic y Rodrigo Bellolio, “Energía de biomasa forestal, lecciones internacionales y su potencial en Chile”, nuestro país está muy atrasado en cuanto a fomento y desarrollo del uso de energías renovables y sus desechos, especialmente la leña y sus derivados. Siendo que Chile es un país donde el bosque nativo representa un 17,8% de cobertura, y un 20% de la octava región al sur, además donde la tercera mayor exportación, después del cobre y salmón, corresponde a recursos forestales1, significa una tremenda oportunidad para el desarrollo, que no está siendo aprovechada y vista como tal, ya que actualmente no se está fomentando ni introduciendo nuevas tecnologías, como si sucede en países desarrollados, como Finlandia, Dinamarca y Reino Unido donde existen entidades públicas y gubernamentales que fomentan el uso de biomasa destinando fondos y subvenciones al desarrollo de nuevas tecnologías. A continuación se presentan algunas de estas organizaciones.

En Reino Unido: The Carbon Trust: Compañía creada por el gobierno para mejorar la eficiencia energética y reducir sus emisiones de dióxido de carbono. Wood Energy Business Scheme: Subvenciones destinas a pequeñas y medianas empresas para que hagan uso de calefacción a leña, también subvencionan a empresas suministradoras de leña en el país. Woodfuel East: Programa de subvenciones que apoya el desarrollo de chips de madera, su producción, almacenamiento y secado, para ser usado como combustible. En Dinamarca: Según las estadísticas de la Agencia de Energía Danesa, la energía de biomasa forestal aporta con aproximadamente 11.000 GWh, que equivale al 34% de la producción de energía renovable del país2. El interés por la leña en este país ha ido en aumento debido al alza del precio del petróleo, tras la crisis de 1970, y luego por el alza en los impuestos al carbón y petróleo en 1985. En Finlandia: En el 2006, el 24% de la energía utilizada en Finlandia proviene de fuentes renovables, de ésta, el 87% corresponde a biomasa3. En este país también cuentan con importantes subsidios de inversión para la construcción de plantas de energía, de hasta un 40%, mientras que las plantas de biomasa forestal (energía para combustible) se han visto muy favorecidas en los últimos años, contando con subsidios de hasta 60%.

1. Dirección de Promoción de Exportaciones (ProChile). “Análisis de las exportaciones chilenas 2009”. www.prochile.cl/.../analisis_exportaciones_chilenas_2009.pdf 2. Danish Energy Agency. “Energy Statistics 2009”. Recuperdado el 20 de abril. http://www.ens.dk/en-US/Info/FactsAndFigures/Energy_statistics_and_indicators/Annual%20Statistics/ Documents/Energi%20Statistics%202009.pdf 3. FERN. “Woody Biomass for Energy: NGO Concerns and Recommendations”. Abril 2014. http://www.fern.org/sites/fern.org/files/NGO%20Report%20on%20Biomass%2011%20April%202011.pdf

44 Informe de Título 2014

Por otro lado se investigó sobre los sistemas que se usan actualmente en el país para el secado de la madera, el cual es un proceso sumamente importante porque ésta debe quedar con un porcentaje de humedad muy bajo para evitar deformaciones y asegurar así un buen material de construcción. Se visitó la maderera Forestal Maihue, en Villarrica, quienes trabajan con hornos a 70ºC para secar sus maderas. Esta temperatura es alcanzada haciendo circular agua caliente por el rededor del galpón (que hace las veces de horno). También se visitó la maderera Antilhue, quienes también trabajaban con hornos a 55º pero la temperatura la alcanzaban mediante un sistema de calefacción quemando sus propios desechos de biomasa. De esta manera la inversión en calefacción era menor que la de la maderera Antilhue, aunque los tiempos de secado fueran más lentos. Con esta investigación, y conversando con expertos, como Gustavo Boetsch y Tomas Reinike (Gerente General de Antilhue, y Gerente Comercial de Forestal Maihue, respectivamente) quedó claro que el calor es la mejor energía para secar la madera, y en mi caso la leña, en cuanto a la relación costo-tiempo. El utilizar tecnologías como las microondas o radiofrecuencia, es atractivo como teoría, pero en la práctica se arrancan del presupuesto, de las necesidades básicas y además, de mis conocimientos.

Horno para madera.

Como primera idea se pensó hacer un trabajo similar al que hacía la maderera Antilhue, donde quemaban sus propios desechos forestales para generar la calefacción. Esta idea fue desechada ya que la cantidad de desechos, como aserrín, astillas, cortezas etc. de un distribuidor de leña es infinitamente menor al de una maderera, ya que la leña no se trata ni cepilla de ninguna manera, solo se troza. Actualmente el aserrín se vende como combustible, ya no es considerado un desecho, lo que igualmente demuestra un desarrollo en cuanto a temas energéticos en el país.

Prueba de teorías

“No usar energía para hacer energía” Pensando en que tampoco quería “usar energía para hacer energía” se decidió volver a lo básico y aprovechar la radiación procedente del sol tal cual como se nos es entregada, como un recurso renovable, gratis y abundante. El desafío consistiría en captar, concentrar y almacenar esta energía en forma de calor y sacarle mayores beneficios que los que hoy en día se están aprovechando al dejar la leña al aire libre. Como punto de partida se hizo un análisis de los galpones que se utilizan actualmente (muchos de los cuales son financiados por CORFO o entidades similares) notando que extrañamente no ponen ventanas para aprovechar el sol. Es comunmente sabido y utilizado desde la antigüedad que los países más fríos utilizan ventanas más grandes que los países cálidos para aprovechar la luz del sol como calor. Se presenta como una buena oportunidad el aprovechar la radiación solar que, atravesando un material traslúcido, como vidrio o plástico, puede transferir el calor y almacenarlo por el fenómeno de la convección. “Transporte en un fluido de una magnitud física, como masa, electricidad o calor, por desplazamiento de sus moléculas debido a diferencias de densidad.”1 La convección es una forma de transmisión de calor que se caracteriza por transportar calor entre zonas con diferente temperatura. Por lo que el diseño de un tipo de invernadero para secar la leña no suena muy aislado al problema.

Al permitir que la radiación solar (que es de longitud de onda corta) entre a través de un material traslúcido y caliente el objeto que haya en el interior, estos emitirán radiación infrarroja (con una longitud de onda mayor a la solar) que no puede atravesar el material de vuelta, quedando el calor atrapado en el interior. El material traslúcido permitirá atrapar energía en el interior, y evitar la pérdida de calor por convección, ya que ésta es solo entre fluidos (líquidos o gaseosos) y además obstruye la salida de la radiación infrarroja emitida por los objetos en el interior. Entonces lo que se busca es que la radiación solar entre en el “recinto traslúcido”, pero no podría salir, por lo que el calor se acumulará y la temperatura subirá. Pensando en una estructura de este tipo, se llega a la conclusión de que debe ser algo liviano a la vista, que ocupe el puesto intermedio entre “el plástico protector” y el “galpón” que se usa actualmente en el secado de la leña. Pero antes de dar forma al proyecto es necesario poner a prueba la teoría, comprobar que en realidad el subir la temperatura del ambiente en donde guardamos nuestra leña, sea una solución factible y eficiente para el secado de ésta.

46 Informe de Título 2014

Testeo en Temuco Modelo Experimental Prueba para medir la eficacia y eficiencia de la estructura traslúcida en el secado de la leña.

Se entregarán 2 tipos de invernadero al mismo usuario, para poner a prueba diferentes mecanismos que se hacen cargo de la condensación.

Se pretende entregar “invernaderos” a vendedores informales de leña en Temuco y al cabo de 15 días comparar la madera que estuvo al interior de invernadero con la que estuvo secándose de forma natural. Son vendedores informales porque se pretende diseñar para esta mayoría (80% como se dijo anteriormente).

[al cabo de 15 días] Se comparará color, peso y apariencia en general (poniendo atención en la corteza, qué tan desprendida se encuentra, surgimiento de nuevas grietas en la madera, etc.)

La prueba se llevará a cabo en la ciudad de Temuco, donde todos los factores son relevantes (clima, humedad ambiental, sol, viento, lluvias, etc). El objetivo de esta prueba es comprobar si realmente el subir la temperatura ambiental acelera el secado de la leña. Por otro lado, también se pondrán a prueba distintos métodos “anti-condensación” o de eliminación de humedad. El objetivo de este “invernadero” es subir la temperatura ambiental, gracias a los materiales y forma con que está construido. El polietileno es un plástico transparente que deja pasar la luz, mientras que el plástico negro absorbe la luz transformándola en calor. La energía liberada en forma de condensación también aporta a que suba la temperatura. Esta condensación será liberada o absorbida mediante diferentes métodos que se pondrán a prueba en el testeo. Los 2 métodos que se pondrán a prueba son: a) Ventilación mediante orificios en el polietileno que permiten la renovación del aire. b) Bolsas de tul con sal en el interior serán colgadas dentro del “invernadero”.

Se le pedirá al usuario que haga un registro fotográfico diario con el cual se realizará la comparación. Se le entregará una cámara especialmente destinada a esta tarea. También se hará un seguimiento por teléfono una vez a la semana para conocer observaciones, feedback y como van en general. Paralelamente se visitarán tres potenciales usuarios. 1- El informal, que es al que se le entregará el experimento, ya que es el usuario que más interesa hasta ahora. 2- El formal. Corresponde al vendedor de leña en la ciudad de Temuco, entrega boleta y está en los registros de la SEREMI. Al igual que el vendedor informal cuenta con un stock limitado de leña almacenado en su propia casa. 3- El campo. Corresponde a un distribuidor de leña en grandes cantidades, éste abastece de leña “seca” (40% humedad aprox.) a vendedores formales de leña en Temuco.

Prueba de teorías

[día 1] - Se entregará 2 “invernaderos”: perforaciones+fondo negro y sal+ fondo negro. - Se rellenarán los “invernaderos” con la misma cantidad de trozas, dejando también un montón al aire libre. - Se hará un registro del peso inicial de varias trozas de cada montón. - Tomaré fotografías a la corteza y grietas. - Entrevista informal al usuario.

¿Cuánta leña vende?, ¿a quién principalmente?, ¿precio y formato de venta?, ¿meses cuando más vende?, ¿meses cuando cortan la leña?, ¿tiempo de secado?, ¿Cómo se dan cuenta que está seca?, ¿tiene algunas técnicas de secado?, ¿Qué problemas tiene al minuto de cortar, transportar, apilar, secar, entregar la leña?, ¿ingresos anuales?, ¿es el único ingreso?

[día 15] - Ir a buscar la leña e invernadero. - Pesar las mismas trozas de leña que se pesaron el primer día. - Repetir las fotos que yo tomé el primer día. Problemas enfrentados Los invernaderos que yo había diseñado debían enterrarse en la tierra, pero por motivos de espacio no pudimos ponerlos en el lugar donde ellos acopian su leña por lo que debimos ir a una bodega donde sí había espacio suficiente. El suelo era de cemento por lo que tuvimos que improvisar un armado. Esto corresponde a la primera observación sobre la aplicación que debe tener mi futura estructura, que es no contar con una superficie de suelo determinada. Por otro lado, finalmente esto no resultó ser demasiado perjudicial porque era una bodega con ventanas, y abierta, por lo que nos preocupamos de poner los invernaderos donde les llegara algunas horas de sol.

Primer diseño.

Prototipo para llevar a Temuco.

* Se dejó una “falda” de polietileno para que en el caso de haber agua lluvia, ésta escurriera y no se quedara en el borde de la carpa. * El primer diseño quedó un poco débil por eso es que después se añadió un tercer arco para dejar más tenso el polietileno.

48 Informe de Título 2014

Potenciales usuarios visitados en Temuco Usuario Informal Janino Flores casado con Adela. Venden leña en su casa, en un sector rural en Temuco. La guardan en el garage de su hogar, donde no hay mucho espacio para algo más.

Junto a Janino y Adela instalamos las carpas en una bodega anexa a su casa para realizar el experimento. Nos preocupamos de ubicarlas cerca de una ventana para la entrada del sol.

Usuario Formal Victor casado con Marina. Venden leña en su casa, en el sector urbano de Temuco. Venden leña seca reconocida por la SEREMI, pero no certificada, ya que es muy caro y no les vale la pena. La leña la almacenan al rededor de un año en el garage de su hogar para venderla seca según los estándares del SNCL.

Usuario Industrial Se visitó el campo donde Red a Leña tiene su centro de acopio. Ellos distribuyen a 10 vendedores formales de leña en Temuco. Declaran que el tiempo de secado debe ser de un año en el centro de acopio, más otro año más en el local de venta. Cuentan con fondos CORFO para la construcción de un galpón para guardar leña.

Prueba de teorías

Resultados y Observaciones El experimento mostró resultados reveladores en cuanto a la efectividad de la temperatura en el secado de la leña. El montón que se dejó a la intemperie (pero igualmente bajo techo) bajó su peso en un 18% (de 2.2 kg a 1.8 kg en promedio) mientras que las trozas que estuvieron en la carpa con ventilación con orificios, bajaron de 3.0 kg a 2.0 kg, en promedio, teniendo una variación de 33%. Similar fue el resultado de la carpa que tenía bolsitas de sal, donde las trozas variaron su peso en un 30%, bajando de 2.0 kg a 1.4 kg en promedio.

El vapor sube y se condensa en la parte más alta.

Intemperie

(bajo techo)

módulo

Ventilación

módulo

peso (kg)

3.0

2.8

bajó su peso en un

18%

2.6 2.4

bajó su peso en un

33%

2.6 2.4

2.8

2.2

2.0

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

Se nota cómo la condensación se libera por los orificios de ventilación.

día 1d

ía 15

Se nota claramente el área donde la sal absorvió humedad.

30%

2.4

2.2

ía 15

bajó su peso en un

2.6

2.0

día 1d

Sal

día 1d

ía 15

La sal absorvió tanta condensación que estaba mojada y goteando.

s le toc Ăąa k se ca de m an

co m

ne go cio

r d e ra isp cur di on so fe ib s re le nc s ia rs e

sis se tem ac cad a tu o al

informal

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ej inte or r ar es el po se r ca do

formal

s te eri m ed a ad se a ca l do

im le po da rta al nc se ia q ca u do e

50 Informe de TĂtulo 2014

Conclusiones

Mapa de valores

industrial

mucho

algo

poco

nada

Prueba de teorías

Se realizó un mapa de valores para hacer una comparación y poder visualizar un poco la percepción de cada usuario respecto al negocio de la leña, la importancia que le dan al secado, etc. Este análisis (y observaciones como la falta de espacio) motivaron a que el proyecto se realizara de la mano del usuario industrial, el que tiene interés, fondos y capacidades para desarrollar más esta actividad.

Formal

Industrial corresponde a un usuario que maneja volúmenes de aproximadamente 2.000m3 al año. Éste se encarga de distribuir leña a vendedores formales en la ciudad. Cuenta con un centro de acopio extenso a las afueras de Temuco donde guarda la leña por al menos un año para fomentar el secado de ésta. El que visité, que se llama Red a Leña, se encuentra construyendo un galpón para poder guardar ahí parte de la leña que tienen en el sitio al aire libre, éste es auspiciado por fondos CORFO, lo que motiva aun más mi proyecto ya que se nota que hay inquietud por el tema del secado, y frente a grupos organizados y movidos, existen fondos para actuar frente al problema. Tanto el vendedor informal como el formal le dan importancia al secado de la leña, es un tema conocido y procuran almacenar la leña en sus casa el mayor tiempo posible, pero no cuentan con la sofisticación ni con los recursos para diferenciarse de la competencia. Al vendedor informal no le interesa posicionarse en el mercado ya que cuenta con un par compradores leales al año y con eso le basta, no es su única fuente de ingresos por lo que no le interesa mejorar el secado y así subir su oferta y demanda. Al vendedor formal si le interesa posicionarse en el mercado y diferenciarse de alguna manera ya que tiene mucha competencia. Toma muy en serio el tema del secado ya que es fiscalizado por la SEREMI una vez al mes. Este es el usuario que también se vería beneficiado frente al proyecto de “Leña Ecológica” ya que su oferta viene del usuario industrial.

Formal

Industrial

Formal

Diagrama que muestra los beneficiados por el proyecto, partiendo por el usuario Industrial.

Diagrama que muestra el valor que gana el usuario Formal, en el flujo de su negocio.

Usuario industrial vende leña seca.

Industrial

Usuario formal lleva a su cliente leña seca.

Formal

Cliente confía en vendedor formal.

52 Informe de Título 2014

Frente a la necesidad de hacer una estructura versátil, y que respondiera frente a situaciones donde se cuenta con poco volumen de leña, tanto como cuando se cuenta con mucho stock, haciendo alusión al deseo de posicionarse entre el “plástico protector” y el “galpón”, se decide trabajar con un sistema modular de secadores que no se vea restringido frente a la cantidad de leña disponible. Ésta es almacenada en hileras de un metro de ancho (aun no está trozada), por infinito de la largo, en este situación se contaba con hileras de 40 metros, otras de 23 metros, etc. Por lo que un sistema modular respondería de manera acorde a las necesidades en el centro de acopio, siendo escalable y de fácil construcción.

plástico protector

SISTEMA MODULAR

galpón

Prueba de teorías

Cómo me hago cargo de la condensación

Después de analizar muchas opciones, como sistemas de ventilación a pila, filtros absorbentes de humedad, uso de deshumificadores ambientales, ventiladores con temporizador, etc., se planteó una teoría muy interesante que sigue buscando “volver a lo básico” dejando de lado el uso de energías no renovables. Así como se aprovecha la convección como un mecanismo para captar y almacenar calor, se pensó seleccionar materiales que, gracias a su conductividad térmica, pudieran “guiar” la condensación y expulsarla al exterior. ¿Y esto cómo? Resulta que la condensación (producto de evaporación del agua por altas temperaturas) siempre fluirá desde donde hay mayor temperatura a un cuerpo que esté más frío, por el principio de conducción. Entonces la idea es generar, a partir del uso de diferentes materiales (según sus propiedades intrínsecas para conducir el calor) distintas temperaturas en el interior del invernadero, para que así la condensación se adhiera a ciertos materiales más fríos y éstos guíen la condensación hacia el exterior. La humedad contenida en la leña es evaporada por la alta temperatura ambiental.

Alta Temperatura

El vapor fluye a una superficie más fría.

En contacto con el frío, el vapor se transforma en agua.

Baja Temperatura

Materiales metálicos son buenos conductores de calor, se enfriarán más rápido que el polietileno durante la noche, haciendo que la condensación, al estar en contacto con éstos, pase a estado líquido y así poder guiar esta gota de agua fuera de la estructura. Mientras que durante el día también serían útiles ya que absorberán la radiación solar, permitiendo el paso del calor a través de ellos, más rápido que el plástico, sumando temperatura al interior de la estructura.

54 Informe de Título 2014

Experimento Se realizó un experimento que pone a prueba toda la teoría. Utilizando una caja plática y un trozo de zinc se armó una pequeña estructura que se dejó a la intemperie por varios días con un paño húmedo en su interior. Abajo del zinc se puso un pequeño recipiente para captar el agua, si es que se generaba, de la condensación de la humedad. Los resultados fueron asombrosos, demostrando que la mayoría de la condensación se concentró en el trozo de zinc, encontrando el recipiente completo de agua y el suelo completamente seco. Esto demuestra que la condensación efectivamente fluye hacia materiales o superficies de menor temperatura, confirmando el supuesto dando el vamos al diseño de este “calentador condensador” de temperatura para secar la leña.

Estructura que se armó para llevar a cabo el experimento.

Registro fotográfico

Así se encontró el experimento al paso de los días.

Recipiente que se encontró lleno de agua.

Materiales con cambio de fase [PCM]

Materiales con cambio de fase [PCM] [Phase Change Materials]

Durante la investigación que se hizo sobre materiales conductores de calor, se dio con los Materiales con Cambio de Fase (PCM), éstos presentaban la oportunidad de alargar las horas de calor dentro del módulo secador de leña durante el día. Fuente: Interempresas (2014). PCM. Recuperado el 20 de mayo. http://www.interempresas.net/ Componentes_Mecanicos/gestion-termica-eficiente.html

Esto porque los PCM son materiales diseñados para el ahorro energético ya que durante el cambio de fase (cuando cambia de fase solida a líquida y viceversa) el material va absorbiendo o liberando energía, manteniendo constante su temperatura.

Fuente: Arqhys (2014). Materiales de cambio de fase. Recuperado el 20 de mayo. http://www.arqhys. com/arquitectura/materiales-cambio-fase.html

“Cuando el PCM llega a la temperatura del cambio de fase (su temperatura de fusión) absorbe grandes cantidades de calor a una temperatura casi constante. El PCM sigue absorbiendo el calor sin un aumento significativo de la temperatura hasta que todo el material se transforma en la fase líquida. Cuando la temperatura ambiente en torno a un material líquido cae, el PCM se solidifica, liberando su calor latente almacenado.” Esto último es lo que se quiere aprovechar en el diseño del secador de leña: por un lado para sacarle aun más provecho a la radiación solar, subiendo o alargando las horas de calor en el interior, y también así seguir generando diferentes temperaturas dentro de éste para hacernos cargo de la condensación.

LÍQUIDO

Libera calor

CARACTERÍSTICAS DE LOS PCM ORGÁNICOS Ventajas

Inconvenientes

fácil de usar

calor latente más bajo

estabilidad térmica y química

baja conductividad térmica

no sufre subenfriamiento

amplio rango de fusión

no corrosivo reciclables

CARACTERÍSTICAS DE LOS PCM INORGÁNICOS Ventajas

Inconvenientes

generalmente baratos

su uso necesita aditivos

elevada conductividad térmica

corrosivo con metales

no inflamables reciclables tºde cambio de fase definida

Absorbe calor

SÓLIDO

Existen dos grandes familias de PCM; orgánicos e inorgánicos

56 Informe de Título 2014

Se hizo una comparación de tres PCM según sus características y disponibilidad en el mercado para poder elegir con cuál era más conveniente trabajar, en cuanto a eficiencia, costos, etc.

Ácidos grasos (orgánica)

calor latente

precio

alto

Sales Hidratadas (orgánica)

(in orgánica)

Según el informe de García-Santos sobre la “selección de materiales con cambio de fase según sus características” declara que las parafinas son abundantes en el mercado pero que su calor latente es sólo la mitad que el de las sales hidratadas. Éstas además son más baratas que las ceras de parafina, pero tienen una gran desventaja en cuanto al proyecto, y es que al ser inorgánicas, son altamente corrosivas en contacto con metales. Por otro lado, los ácidos grasos tienen el mismo calor latente que la parafina (200 kJ/kg aproximadamente) pero son más caros. Según Shroeder cuestan exactamente el doble.1

Fuente: A. Oliver, F. J. Neila, A. García-Santos (2012) “PCM choosing and classification according to their characteristics for their application for thermal energy storage systems”. Tesis de maestría no publicada, , Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, España.

Es por esto que se decide trabajar con la cera de parafina, que es un material disponible en todas las ferreterías, cuyo cambio de fase ocurre a los 26º, temperatura alcanzable en un día con sol, y que responde a las necesidades y desafíos del proyecto.

1 Schroeder, J. and Gawron, K: “Latent heat storage”. International Journal of Energy Research, 5 (1981), pp. 103-109.

bajo

Sales Hidratadas

Acidos grasos

Materiales con cambio de fase [PCM]

Se hizo un experimento para familiarizarse con las propiedades del material. Se introdujo cera de parafina en un recipiente de aluminio pintado negro, se selló y se puso al sol por varios días. Se pudo percibir claramente como en las mañanas la cera estaba congelada, y con el paso del día ésta se iba derritiendo asta llegar a un estado líquido. Ya entrada la tarde se empezaba a endurecer liberando cierta calidez al tacto cuando ya se sentía sólida.

58 Informe de Título 2014

Metodología de trabajo

Es importante explicar cómo fue la metodología de trabajo en esta última etapa, donde el tiempo escasea, y los resultados deben ser considerables. Como se mencionó anteriormente se comenzó con hacer viajes a Temuco, estableciendo contacto con los potenciales usuarios, para así tener con quién continuar trabajando y diseñando para un usuario real. En estas visitas se aprovechó de hacer experimentos que ponían a prueba la teoría. Ésta teoría en muchas ocasiones se arrancaba de mis conocimientos por lo que fue necesario también hablar con expertos que explicaban mejor el tema, simplificándolo. Los experimentos que yo hice eran con el propósito de no dar nada por sentado y conocer más en profundidad la teoría. Ésto para ir avanzando de apoco pero seguro, contando con respaldos, de que la teoría sí funciona, de que manera, experienciando en carne propia y reaccionando frente a observaciones. Una vez con la idea de lo que se quiere lograr (subir la temperatura y liberar la condensación) y cómo hacerlo, se comenzó a trabajar el aspecto formal del proyecto, qué forma tendría el modulo, cómo sería el sistema de armado por parte del usuario, cómo hacer una superficie que capte la mayor cantidad de energía posible, etc. Para esto se bosquejaron diversa ideas para luego llegar a una que se transformaría en el primer prototipo a escala real. A partir de este prototipo se hacen observaciones en cuanto al armado, materiales, costos, etc y se rediseña, llegando al prototipo final.

ESTUDIAR

COMPROBAR

HACER

Primeras visualizaciones

Para comenzar a dar forma al proyecto se comenzó con la primera idea formal que aprovechaba la radiación solar con diferentes inclinaciones de las paredes. Estas inclinaciones no solo cumplen la función de captar mayor energía solar, si no que también buscan evitar que la gota de condensación caiga nuevamente sobre la leña (como sucede actualmente con el “plástico protector”que está colocado sobre la leña, en paralelo con el suelo, por lo que la condensación se acomuna y termina goteando sobre la leña volviéndola a mojar.)

Para lograr un mayor volumen y capacidad de almacenaje se refleja la primera estructura permitiendo así proteger el doble de leña.

También se usan tensores que cumplen con dar firmeza a la estructura y además responden a la idea de guiar la gota. Pensando en que la condensación se acumula mayormente en la parte más alta, desde ahí se genera un tipo de recorrido de ésta al exterior. En la parte superior se pondría una pieza importante de metal con el mismo propósito de comenzar (y acelerar) la condensación desde ahí. Ésta también tiene un ángulo que hace caer la gota.

60 Informe de Título 2014

La forma va evolucionando, volviendo a la clásica forma de casa, ya que el ángulo de inclinación de las paredes es más conveniente, y además va más acorde a la manera en que se acopia la leña, que no es en montones tipo pirámide, sino que se apilan con un ancho constante.

La manera más eficiente de crear estos módulos es contando con un perfil tipo “casa” y los travesaños de unión. Entonces se entregaría un módulo base (2 perfiles + 3 travesaños + plástico cobertor + dos tapas de plástico.) más las extensiones que se necesiten. (3 travesaños + un perfil + plástico cobertor) Se decide trabajar con un lienzo de plástico cobertor en lugar plástico por cara porque este ultimo significaría la creación de diferentes tamaños de plástico, lo que se arranca del concepto de modularidad, haciendo la tarea de armado mucho más engorrosa para el usuario.

Perfil tipo “casa”

Travesaños

Plástico cobertor

Tapas

Módulo Base Extensión Perfil tipo “casa”

Travesaños

Plástico cobertor

Primeras visualizaciones

M贸dulo Base

M贸dulo Base + extensiones

62 Informe de Título 2014

Una vez armado los mock-ups se decide cambiar el ángulo del perfil que define el techo, transformándolo en un arco. Es una forma más orgánica y “económica” que logra eliminar el uso del travesaño central y reduce dos piezas a una. El ángulo del techo seguirá siendo curvo evitando que la condensación en forma de gota caiga denuedo sobre la leña. Para hacer fe al tema de la modularidad se reduce la estructura a solo 3 piezas diferentes:

Mock-up realizado para visualizar la forma de la estructura, se revisa la idea de generar una inclinación en el travesaño superior, también con el propósito de hacernos cargo de la condensación. Esto encajando el travesaño aleatoriamente arriba y abajo del perfil.

Pilares y travesaños: son la misma pieza, misma forma, dimensiones, largo, etc. Se decide trabajar con aluminio, que aunque es más caro que el acero, es mucho más liviano facilitando el armado, el transporte por parte del usuario, etc. Arco: Pieza curva que va rellena de parafina sólida actuando como una pieza fundamental que absorbe calor durante el día y lo libera durante las horas en que la temperatura empieza a bajar, prolongando así las horas de calor dentro del módulo. Pieza de unión: Se piensa en uniones de tipo mecano, que funcionen como ensamblajes entre las distintas partes. Se pretende lograr una pura pieza que logra unir las cuatro partes, sin necesidad de usar tornillos, pegamentos ni herramientas.

Primeras visualizaciones

Abstracci贸n de piezas

Pilares y travesa帽os Arco Pieza de uni贸n Soporte

1.60 1.60

64 Informe de TĂtulo 2014

Primeras visualizaciones

66 Informe de Título 2014

Contando ya con los perfiles que se usarían, fue momento de encontrar una goma que ejerciera presión en el riel y el polietileno. Se buscaba algo regular, como un tapacantos que hiciera las veces de “tapón” en el riel. Se utilizó una goma espuma con este perfil, porque el “riel” resultaba demasiado ancho para los tapajuntas que se ofrecían en el mercado, mientras que la goma que se utilizó, debido a su perfil “irregular” permitía introducirse por un lado y luego asegurar el cierre por el otro, como se muestra en la siguiente fotografía.

En cuanto a las dimensiones se decidió adecuar el módulo a la manera en que actualmente disponen los centros de acopio, pero con algunos cambios por temas de seguridad. Por un lado se mantuvo el ancho en que hoy en día almacenan la leña, éste es de trozas de un metro porque aun no han tenido tiempo de cortarlas de 33 cm aproximadamente. Pero lo que se cambió fue que el alto del apiñamiento: de 2,50 metros se disminuyó a la altura de una persona promedio para que fuese más seguro el manejo de la leña.

160

Es por esto que se decide hacer el módulo de 1,60 por160m, generando un ancho que permite el ingreso de una persona al interior, espacio también para apilar leña trozada en 30 centímetros, etc. El alto de la estructura llegará a ser de 1,80m gracias al arco relleno.

100

160

100

160

100

160

Primeras visualizaciones

Las caras de polietileno se trabajaron de manera que las extensiones consistieran en un solo lienzo (en lugar de ser tres caras iguales por separado) esto hace más fácil la unión al travesaño, ya que solamente se fija a éste, en lugar de además tener que unir dos caras. Y por separado se crean dos tapas de polietileno, con el perfil de éstas. El riel y la goma dan la posibilidad de unir estas tapas con el lienzo a través del perfil principal.

Se nota como es un lienzo que cubre las tres caras.

Se muestra como funciona la goma con el riel afirmando el plástico.

En cuanto a los soportes o base del módulo, se busca crear una aplicación que no dependa de la superficie donde será emplazada la estructura, porque ya me había pasado una vez que no me fue posible enterrar la maqueta porque el suelo era de cemento. Es por esto que se diseña una base que afirma el pilar y que por el rededor se rellena de arena para darle peso. Éstos van orientados hacia afuera del módulo para que el agua que cae por el pilar, salga.

Angulo que simula la salida de la gota al exterior. El pilar se encajaría en la base.

Bases que se utilizaron para el prototipo.

68 Informe de Título 2014

Las piezas de encaje se diseñaron pensando en que tenían que soportar bastante peso ya que eran la unión y soporte de 4 piezas en cada punto. Es por eso que se utilizó el pilar como base, luego los travesaños de apoyan en éste, y luego sale el arco. Si el arco se hubiera apoyado directamente en el pilar, la presión que hubieran ejercido los travesaños hacia abajo hubiera sido mucho mayor. El diseño de la pieza contaba con cuatro brazos tanto exteriores como interiores, que mantenían unidas las partes. En el prototipo se trabajó solo la parte exterior La pieza contaría también con un calado para mantener los rieles.

Primeras visualizaciones

Observaciones: Era de suma importancia experimentar personalmente el armado del módulo, ya que éste debía ser fácil y natural, y dispuesto para que lo pudiera armar una sola persona.

El armado de la estructura no resultó demasiado engorroso para mí, ya que conocía la estructura de memoria, e inconscientemente sabía que había un orden para unir las piezas.

Para esto se construyeron las piezas de unión de manera artesanal, utilizando una mezcla de masilla con fibra de vidrio, la idea era que cumplieran con el propósito de mantener armada la estructura, y ahí analizar los rieles, cuales eran más predominantes que otros, definiendo el ángulo de unión con la pieza arqueada, etc.

Lo que no me había dado cuenta, y que es por eso que necesitaba experimentarlo, era que si este orden no se seguía, el armado de la estructura resultaba complicado, lo que se traduce en un mal diseño. El primer paso era ubicar los pilares, luego unir los arcos a sus piezas para de ahí encajarlos verticalmente a los pilares. Por último se colocan los travesaños, idealmente al mismo tiempo. Una vez armada la estructura, el desarmado por una sola persona resultaba casi imposible, sin que las piezas se quebrasen o se forzaran demasiado. 1 2

70 Informe de Título 2014

Otra observación que también respalda al hecho de que la estructura era in-armable por una sola persona, es que el lienzo de polietileno resultaba demasiado pesado y grande para que la persona lo manejase. Por esto era necesario ir uniéndolo al pilar al mismo tiempo por los dos lados porque la goma no resistía el peso, lo mismo pasaba en el minuto de unirlo al arco, donde se necesitaba ir trabajando los dos lados en paralelo porque si no el plástico se caía. La goma de espuma no ayudaba con el armado ya que por ser tan blanda, había que hacer el doble de esfuerzo y presión para introducirla dentro del riel con el plástico. Por lo que esta etapa requería de mucho esfuerzo y tiempo.

Finalmente, con el riel y el plástico, el arco relleno de PCM no quedaba en contacto directo con el sol, es más, quedaba “protegido” por dos capas de polietileno, dificultando la llegada directa del sol al arco para calentar el PCM.

Los soportes funcionaron bien, por lo que para el diseño de la base se considerará el poder contener 5 kilos aproximadamente de arena. El haber usado aluminio también facilitó el armado del módulo debido a su bajo peso, teniendo en cuenta que en total eran 6 palos de 1.60 m más dos arcos de 1.75m, era fácil de manipular y de transportar.

Rediseño

Para el rediseño del módulo se tomaron en consideración todas las observaciones hechas con el primer prototipo, y otras nuevas que fueron surgiendo en el desarrollo de éste: * Mejorar el sistema de armado, que sea algo intuitivo y que no necesite de demasiadas instrucciones y mano de obra. Se pretende diseñar un sistema de armado mecánico y que no necesite de mayores conocimientos o destrezas. * Hacer más fácil el proceso de poner el polietileno en la estructura. Podría ser descomponiendo el lienzo en caras iguales, o cambiando el sistema de unión al metal. * Que el sistema utilizado para unir el plástico al metal sea parte del plástico, y no sea considerada como una pieza más aparte. * Reubicar los rieles de manera que el metal esté en contacto tanto con el exterior como con el interior. * Las dimensiones se mantienen, logrando almacenar 2,56 m3 de leña por módulo. (1 metro de ancho por 1.60 de largo por 1.60 de alto)

72 Informe de Título 2014

En cuanto al diseño de la forma de la estructura, se elimina el arco siendo reemplazado por un travesaño más. El tema del ángulo en el techo, para que no se acumule el agua lluvia, y tampoco gotee la condensación, se soluciona con una vara flexible que le da la curvatura y además hace las veces de tensor del plástico, que no quedaba perfectamente tenso con el sistema anterior. Se utilizarán estas varas en todas las caras del módulo para generar más ángulos y tensar el plástico. El arco es eliminado por temas de costo, el curvar una viga de aluminio sale muy caro, y resultó fácilmente reemplazable, además permitiendo un sistema de armado mucho más mecánico y modular.

Se hace un intenso estudio para tomar decisiones en cuanto al material con que sería construida la estructura y el sistema de unión que usaría con el polietileno. El utilizar acero en lugar de aluminio se presenta como un opción mucho más económica, y que si se diseñan bien las piezas, no tendría por qué resultar demasiado pesado o inmanejable para el usuario. Se realiza una comparación de costos relacionados a los beneficios del uso de cada material para poder decidir y así diseñar en cuanto a eso. Las opciones eran: 1- Material: aluminio Sistema de unión: rieles [incluye cocer o termo sellar el plástico a la goma que haría las veces de riel.]

2- Material: acero Sistema de unión: velcro [el crear un riel en el ace ro queda fuera de las opciones porque el frezado de vigas de 1.60m resulta demasiado caro.]

Rediseño

Una vez decidido trabajar con perfiles de fierro se proceda a diseñar las partes. Es importante aprovechar que el fierro es mucho más fácil y económico de soldar que el aluminio, por lo que se tendrá esta ventaja en mente a la hora de definir el sistema de armado y partes de la estructura.

Se trabajó la forma L en lugar de desarrollar perfiles C, por ejemplo, que incluían travesaños, porque el sistema de armado es considerablemente más simple con esta estructura L, donde una sola persona puede hacer los movimientos y cargarla, mientras que el C resulta demasiado grande e inmanejable.

En cuando al diseño de las partes, se descompone cada modulo en 4 piezas iguales, con forma de L, que se arman encajando una con otra de manera simple e intuitiva. La forma de esta pieza fue diseñada pensando mucho en el usuario, cómo las manejaría, cómo armaría la estructura, cómo viene guardada, etc.

Además la L permite trabajar con 4 vigas que se rellenan de PCM, la C hubiera permitido solo 2. Esta forma permite también que la estructura cuente con solo una pieza, que se repite todas las veces que sea necesaria según la cantidad de leña que se quiera secar. Ya no hay diferencia entre el arco, o travesaños especiales (como hubiera sido el caso de la C, o como en el primer prototipo el arco, etc).

74 Informe de Título 2014

Se implementó un sistema de bisagras en la unión entre pilar y viga, que permite un giro en 180º, de esta manera las piezas vienen dobladas, usando menos espacio en el transporte, y se abaten para poder armar el módulo. Es necesario que el giro sea en más de 90º porque la viga se apoya sobre el pilar de la siguiente pieza, por lo que necesita sobrepasarlo y apoyarse.

[Por esto es que es necesario que los perfiles de acero utilizados sean cuadrados. No deben ser demasiado grandes para no aumentar el peso innecesariamente, y además porque para contener cera es mejor no tanto volumen y así lograr el cambio de fase más facilmente. Se mantiene el uso de la pieza rellena en la parte superior y en posición horizontal.]

Rediseño

El movimiento del armado es sencillamente hecho por el usuario, ya que el pilar se encuentra apoyado en el suelo y el usuario solo debe levantar la viga para apoyarla sobre el otro pilar. Este apoyo queda firmemente enganchado gracias a este “macho y hembra” que se encaja por gravedad. El “gancho” se ubica en la viga ya que ésta debe ser sellada herméticamente porque es la pieza que contiene el PCM. La perforación se ubica en la columna sirviendo como tapa del perfil.

El problema del armado de la ultima pieza, donde las otras tres ya estarían calzadas y no permitirían el juego del pilar, se soluciona diseñando un soporte cilíndrico que permite el giro de la pieza, El soporte también se rediseña de manera que el usuario no tenga que hacer ningún trabajo extra como sería rellenar de arena, concreto o agua el contenedor. Se diseña, con los mismos perfiles de fierro, una pata en forma de X que da el mismo soporte a la estructura, de manera mucho más simple. Este soporte permitiría colocar la estructura en cualquier superficie, tanto regular como irregular (de hecho por esto mismo no se hicieron patas con forma de plato, que se verían interferidas por la presencia de piedras o irregularidades en el terreno.) Este soporte, al poder girarse, permite acomodar la X en la posición que más convenga con respecto al terreno.

76 Informe de Título 2014

El pilar cuenta con una perforación en su parte baja para el “gancho” cuando está cerrado no tope. Esta misma se utiliza cuando la estructura está en uso, sirviendo, si es necesario, como fijación al soporte atravesando un pasador por ambos.

[Es importante rescatar la optimización que se hace del material, donde se tiene en cuenta que el formato de venta del fierro es de 6 metros: para la construcción de un módulo completo se necesitan 12,8 metros, sobrando 5,2 metros que se utilizan en la fabricación de las patas de 30 centímetros, utilizando 2,4 metros de esos 5,2 que estaban sobrando.]

Rediseño

El sistema de sellado se llevará a cabo con un sistema de velcros pegados tanto a la estructura de fierro como al polietileno. Se pretende eliminar las uniones de plástico porque generaban mucho volumen, haciendo difícil la aplicación de éstas a la estructura, tanto por la maniobra que debía hacer el usuario, como por el peso que generaba sobre el riel. Para evitar estas molestias, y hacer el diseño más centrado en el usuario, se intentará seguir trabajando con una sola pieza de polietileno, mejorando su diseño y aprovechando la resistencia que ofrece el velcro, material conocido y familiar. Se diseñará este plástico cobertor como un todo, el cual vendría con su propio sistema de unión hacia la estructura de fierro, dejándola cerrada herméticamente pero permitiendo que por la parte inferior la gota sea liberada. También permitiría su apertura en caso de necesitar sacar, meter o manipular algo del interior.

Se crean unos pequeños soportes en la mitad cada viga para colocar la pletina que hará las veces de tensor del plástico y techo angulado.

78 Informe de TĂtulo 2014

Algunas visualizaciones

Rediseño

Nuevas Oportunidades: Se logra aumentar el uso de PCM, ya que en lugar de usar 2 arcos rellenos, ahora se ocupan 4 travesaños que cumplen con la función. Con el uso de parafina sólida aprovechada como material con cambio de fase, se comprobó que ésta aportaría con el secado de 1,1kg más de leña al día, teniendo en cuenta el calor de cambio de fase (Q200)1 y que el objetivo es disminuir la humedad en un 15% (es decir, de un 40% a un 25%). Esto es un supuesto visionario, donde la meta sería lograr secar complemente la leña, llegando al 25%. Pero hay que recordar que igualmente la leña seguirá almacenada por parte del vendedor formal por algún tiempo más, donde el proceso de secado continúa. Se logra reducir considerablemente el numero de piezas que existían por separado en comparación con el primer prototipo. En lugar de contar con 6 palos de 1.60m, más 2 arcos de 1.75m, más 2 tiras de goma de 5 metros, más 2 tiras de goma de 1.60m, mas dos caras de polietileno, más un lienzo de polietileno, se reduce a: 4 estructuras modulares más lienzo de polietileno y una pletina.

1. A. Oliver, F. J. Neila, A. García-Santos (2012) “PCM choosing and classification according to their characteristics for their application for thermal energy storage systems”. Tesis de maestría no publicada, , Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, España.

80 Informe de Título 2014

Testeo a escala

Para validar el funcionamiento y eficacia del proyecto, se hizo un testeo a escala donde se dejó secando 70 kilos de leña. Treinta y cinco de éstos se dejaron a la intemperie, mientras que la otra mitad se puso en una estructura similar a la real, que se acogía a la cantidad de leña que se estaba secando. La estructura era de metal pintado negro, y se selló herméticamente con el mismo polietileno que se utiliza en el módulo final. Se midió la humedad de tres trozas de cada montón para después de una semana comparar los números. *El testeo se seguirá realizando por un mes más. Es importante destacar que esto es un proceso largo, estamos intentando reducir plazos de un año (incluso dos), por lo que mientras más tiempo se deja testeando el proyecto, más reveladores serán los resultados.

Por un tema de tiempo, se encargó leña a Temuco y se realizó el testeo en Santiago. La leña que me llegó estaba totalmente húmeda, superando en muchas ocaciones el límite que mide el higrómetro (42%), mostrando en la pantalla OL (over limit).

Testeo a escala

RESULTADOS Y OBSERVACIONES día 1

día 6

Trozas al aire libre

Trozas en el modulo variación

14%

variación

45%

42% variación

36%

39%

40%

variación

28%

32%

25%

22% 18%

18%

Se observa que al cabo de 3 días aproximadamente, la humedad ya empieza a condensar generando el goteo a lo largo del plástico. Este goteo es esencial para sacar la humedad del interior. Se nota una importante diferencia entre las trozas que se quedaron en la intemperie, con las que estuvieron en el interior del módulo. Igualmente se dejará el experimento funcionando por un tiempo más para ver resultados más reales a lo largo del tiempo.

82 Informe de Título 2014

Plan estratégico

Visión del proyecto:

¿Qué son los fondos SERCOTEC?

Alumna de ultimo año de diseño al fin se hace cargo y le mete cabeza, tecnología, y diseño al proceso de secado de la leña en Temuco, para hacerlo más rápido y eficiente. Con el diseño de una cápsula que sube la temperatura ambiental y, que al mismo tiempo se encarga de mantener seco este ambiente (todo de forma natural) ha logrado disminuir de forma notable la contaminación en Temuco y Padre las Casas. Este sistema se vende a cooperativas leñeras en Temuco, que pueden acceder a fondos SERCOTEC para financiar el 80% del proyecto “Leña Ecológica”

Qué: Es un fondo concursable que entrega un subsidio en efectivo a micro y/o pequeños empresarios/as para la ejecución de proyectos empresariales colectivos, quienes se unen para capturar una oportunidad de negocio a través de la venta o compra conjunta, la apertura de nuevos mercados y/o el desarrollo de algún nuevo producto o servicio.

El proyecto recibe el nombre de “Leña Ecológica” como un juego de palabras que a primera vista se presentan como dos antónimos o conceptos que se contraponen, pero que busca dar una visión nueva y cambiar la concepción que se tiene hasta hoy en día donde la leña va ligada a la contaminación. Se busca mostrar y compartir con la gente que sí hay medidas que se pueden tomar para hacer de éste combustible, un combustible más limpio e incluso ecológico.

¿Quiénes pueden acceder?: Pueden postular grupos de micro y pequeñas empresas, o cooperativas, con iniciación de actividades ante el Servicio de Impuestos Internos (SII), que se unan para capturar una oportunidad de negocio colectiva que difícilmente podría aprovecharse de manera individual, y que cumplan con los objetivos, requisitos y condiciones establecidas en las Bases del Concurso IDM.

Ecología se entiende como la “defensa y protección de la naturaleza y del medio ambiente.”1 por lo que el usuario, al ser parte del proyecto y utilizar los módulos para secar leña, está generando un nuevo tipo de combustible, uno diferente al conocido asta hoy en día, uno que protege la naturaleza y que tiene un bajo impacto medioambiental. Debido a que el proyecto va principalmente dirigido a proveedores industriales de leña, organizados en cooperativas o PYMES, estos resultan ser el candidato perfecto para postular a los fondos concursables de SECOTEC.

¿Qué apoyo entrega?: El subsidio de SERCOTEC puede llegar hasta los $30.000.000 por proyecto, con un tope máximo de $6.000.000 por empresa. Los postulantes, por su parte, sean grupos de empresas, o Cooperativas, deberán cofinanciar al menos, el equivalente al 20% sobre el aporte solicitado a SERCOTEC, en efectivo.

1 1. Real Academia Española. Diccionario (2014) Recuperado el 1 de Julio. http://lema.rae.es/drae/?val=ecologico

Fuente: SERCOTEC. Iniciativas de Desarrollo de Mercado (2014) Recuperado el 6 de Julio. http:// www.sercotec.cl/Productos/IDM,Regi%C3%B3ndeLaAraucan%C3%ADa_LaAraucan%C3%ADa. aspx?retCartid=323

Impacto del proyecto

Con este proyecto se busca atacar el problema de raíz, y al mismo tiempo dar una solución inmediata al problema energético que estamos viviendo. Como se mencionó anteriormente, hoy en día existen instituciones que están buscando soluciones, pero que son a largo plazo y suponen una intervención mucho mayor en las viviendas o fuentes de energía. Éstas son soluciones viables y que llevarán al país a un desarrollo importante, pero que traen una inversión significativa de dinero y un cambio importante en la vida de las personas.

AMBIENTAL

SOCIAL

El atacar el problema desde la raíz, como lo es el mejorar y acelerar el secado de la leña, supone numerosos impactos en diferentes áreas, tanto el área social, como ambiental, económico y el de la salud.

ECONÓMICO

A continuación se hará un desglose de estos impactos, para mostrar cómo el solucionar un problema que parece casi aislado a la contaminación intradomiciliaria, puede traer importantes beneficios.

SALUD

84 Informe de Título 2014

Ambientales

Social

El mejorar la combustión significa que se reducirán los niveles de humo y partículas liberadas de ésta. Por lo tanto, la liberación de PM10, metales y monóxido de carbono al ambiente será menor, contribuyendo de esta manera a la reducción de smog en las ciudades.

Así como se ha mencionado, la pobreza y la energía van de la mano, la carencia de energía es un reflejo de falta de desarrollo en un país. El mejorar la calidad del combustible trae como consecuencia la prosperidad de la familia completa, mejorando la calidad de vida y cuidado de la salud de los integrantes, sobre todo de la persona de la cual dependen los ingresos del hogar.

leña más eficiente

menos tala

menos humo

menos PM

menos CO

menos smog

Una familia que depende de la leña para cubrir necesidades básicas como son calefacción y cocina, se verá importantemente beneficiada si ésta es más eficiente energéticamente. Es importante entregar una solución y ayuda inmediata a este segmento que está viviendo en las condiciones más precarias y que no debe esperar a nuevas políticas públicas y reformas sociales que tardan años en ponerse en vigencia y generar un real cambio.

Impacto del proyecto

Económico

Salud

Acelerar el proceso de secado de la leña es un negocio rentable para el proveedor, ya que su flujo de oferta aumenta, y puede mantenerse en el mercado constantemente, ya no depende de las estaciones del año. Le da al proveedor una ventaja competitiva importante ya que obtiene los mismos, o mejores, resultados en menos tiempo.

Reduciendo los niveles de humo, la familia, especialmente dueñas de hogar y niños, se ven beneficiados en temas de salud, ya que la calidad del aire mejora, disminuyendo el material particulado en suspensión que es el mayor responsable de enfermedades respiratorias.

Por otro lado, la familia también se ve beneficiada económicamente, ya que al ser el mismo trozo de leña más eficiente, disminuirán su consumo en cantidad y no en calidad. El Estado también disminuirá sus gastos en el tema de salud pública, al disminuir las visitas a hospitales y consultorios. “El consumo de leña promedio por hogar, en el 2005, en la ciudad de Temuco era de 6 m3 valorado en $86.000. El costo en salud (pública y privada) asociado a ese consumo, se estimó en un poco más de $420.000 anuales (gasto público y privado). Esto quiere decir que el costo en salud asociado al uso de la leña en los hogares es 5 veces más que el costo del combustible.”1

1.CNE (2005) “Análisis del potencial Estratégico de la Leña en la Matriz Energética Chilena”, Capítulo 5, p.3. Author. Chile

Es muy importante cuidar la salud de este segmento, sobretodo previniendo enfermedades en lugar de curarlas, ya que al tener bajos recursos las visitas a hospitales y médicos se hacen más escasas.

nc ia

s le toc Ăąa k se ca

co m

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r d e ra isp cur di on so fe ib s re le nc s ia rs e

sis se tem ac cad a tu o al

ej inte or r ar es el po se r ca do i p nt en osi erĂŠ el cio s p m na or er rs ca e do

usuario sin el proyecto

s te eri m ed a ad se a ca l do

im le po da rta al nc se ia q ca u do e

86 Informe de TĂtulo 2014

Nuevo mapa de valores usuario con el proyecto

mucho

algo

poco

nada

Impacto del proyecto

A modo de conclusión se actualizó el mapa de valores, comparando al usuario antes de formar parte del proyecto con el de después, notamos la profesionalización en el negocio de la leña. El interés por acelerar el secado pasa a segundo plano, dando espacio para que el usuario se dedique a sacarle el mayor provecho a su negocio, aumentando su demanda con clientes fieles y satisfechos, contando siempre con un stock de leña seca mayor al de su competencia, y entrando muy firme a competir en el mercado, con una ventaja competitiva que nadie más tiene. Es importante seguir recalcando que si Chile quiere ser un país desarrollado debe primero desarrollar estas fuentes de energía que actualmente no están siendo aprovechadas en todo su potencial, tachándolas como fuentes contaminantes o antiguas, mientras que si se mete un poco de trabaja y esfuerzo existen infinitas alternativas para mejorar la calidad de éstas. Si incorporamos tecnologías de bajo impacto en este rubro, estamos permitiendo el desarrollo de las localidades rurales, transfiriendo tecnología y conocimientos, creado nuevas fuentes de trabajo también. Esto se traduce en un desarrollo social, incrementando la actividad económica en cuanto al negocio de la leña, y además el desarrollo industrial del área a nivel nacional.

El resultado que se alcanzó en este proyecto de Título se presenta como la primera solución al problema de la calidad de la leña en Temuco, existiendo otros miles de caminos por desarrollar, dejando en evidencia que el introducir solo un poco de tecnología y esfuerzo, genera importantes y significativos resultados. Siendo imposible en esta etapa dar con un plazo de tiempo definido para el secado de la leña, se realiza un experimento que logrará acercarse a una estimación que el proyecto “Leña Ecológica” lograría entregar a sus usuarios.

90 Informe de Título 2014

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92 Informe de TĂtulo 2014

Anexos Encuesta

Anexos

94 Informe de TĂtulo 2014

Ordenamiento de leĂąa

Despegado del suelo

La parte cortada dejarla al aire libre para que le llegue viento.

Ordenar la leĂąa de manera intercalada para generar espacios para que entre el viento

Anexos

Otros experimentos realizados Experimento Se realizó un experimento para comprobar el poder de absorción de algunos de los diferentes materiales mencionados anteriormente. Se utilizaron 4 trozos de leña húmeda (cada uno con su peso registrado) que se dejaron secar por el período de 5 días. Cada uno con sal, bicarbonato y arroz respectivamente, el cuarto se dejó al aire libre.

Día 1

El peso se usó como valor referencial para calcular la variación de humedad en el tronco. La observación de la corteza también será observada.

96 Informe de Título 2014

Día 5

Sal

peso (kg) 1 0.9

variación

40%

0.8 0.7 0.6

El tronco con sal es el que presenta mayor variación porcentual de peso, por lo que se deduce que fue donde más se absorbió humedad. Se nota como la sal reacciona frente a la humedad, y se apelmaza. La corteza se nota más desprendida, y aparecen nuevas grietas.

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 día 1

día 5

Anexos

Día 5

Bicarbonato

Día 5

peso (kg)

1.4

0.9

1.3

0.8

Arroz

Día 5

variación

14%

peso (kg) 1 0.9

1.2

0.8

1.1

0.7

0.6

0.5

0.9

0.5

0.4

0.8

0.4

0.3

0.7

0.3

0.2

0.6

0.2

0.1

0.5

0.1

variación

16%

0.7 0.6

0.0

0.4 día 1

día 5

La experimentación con arroz y bicarbonato presentó una variación de humedad porcentual muy similar a la del tronco que fue dejado a la interperie. Esto hace pensar que estos materiales adicionales no tuvieron mucha influencia en el proceso de secado de la madera.

Interperie

variación

16%

0.0 día 1

día 5

día 1

día 5

98 Informe de TĂtulo 2014

Algunas noticias relacionadas con el tema

Anexos

100 Informe de TĂtulo 2014

Anexos

101

,40

,4 0

,40

102 Informe de Título 2014

Planos

,40

25,4

150

132 50

151

150

300

132

165 168

300

R3 132 135 150 150 168 165 168

1,50 298,50

NOMBRE

DIBUJ.

M.Palma

FIRMA

FECHA

TÍTULO:

Secador de Leña Modular

VERIF. APROB. FABR. CALID.

MATERIAL: Perfiles de Acero, tubo de 1"

PESO:

N.º DE DIBUJO

ESCALA1:2

Pie HOJA 1 DE 1

Anexos B

R14

1600

3 6

1,50

DETALLE A ESCALA 1 : 1

• • C

Fabricar con peril de acero 30x30x1.5 Las perforaciones reciben pasadores de 10mm: • Las perforaciones superiores reciben un psasdor de la pieza 2 • la perforación inferior lleva un pasador simple.

DETALLE B ESCALA 1 : 1

NOMBRE DIBUJ.

FIRMA

FECHA

DETALLE C ESCALA 1 : 1

TÍTULO:

M.Palma

Secador de Leña Modular

VERIF. APROB. FABR. CALID.

MATERIAL: Perfiles de acero 30x30x1.5 y placas de 3 mm

N.º DE DIBUJO

PESO:

ESCALA:1:5

Columna HOJA 1 DE 1

103

104 Informe de Título 2014

800 1600

1,50

1,50 15

DETALLE A ESCALA 1 : 1

DETALLE B ESCALA 1 : 1

NOMBRE DIBUJ.

FIRMA

DETALLE C ESCALA 1 : 1

FECHA

TÍTULO:

M.Palma

Secador de Leña Modular

VERIF. APROB. FABR. CALID.

MATERIAL: Perfil de acero 30x30x1.5. Pasadores barra 10mm

N.º DE DIBUJO

PESO:

ESCALA:1:5

Viga HOJA 1 DE 1