Javier Darío Aristizábal Hernández²

¹Resultados del proyecto de investigación “Producción sostenible y manejo eficiente de la leña como estrategia de reducción de la deforestación en ecosistemas asociados al roble”, desarrollada en el marco del proyecto “ Corredor de conservación de robles, una estrategia para la conservación y el manejo forestal en Colombia”, ejecutado por la Fundación Natura con el apoyo de la Fundación MacArthur.
²Fundación Natura, jaristizabal@natura.org.co

Recepción: Septiembre 23 de 2009/Aprobación: Mayo 23 de 2010

RESUMEN

Para mejorar la eficiencia térmica de las estufas tradicionales utilizadas en el área rural del muni cipio de Encino, Santander se construyeron tres prototipos de estufas mejoradas, mediante una modificación efectuada a la cámara de combustión. Las estufas fueron ensayadas aplicando la Prueba de Cocimiento Controlado (PPC) y fueron compa radas contra una estufa testigo (tradicional). Los resultados arrojaron un rendimiento promedio del 14.66% entre las estufas mejoradas y la tradicional, lo cual implica un ahorro en el consumo de leña de 0.86 ton/año. De igual forma, se propone el diseño de bancos de leña domésticos evaluando cuatro especies forestales utilizadas para propósitos energéticos en la región. Finalmente, se analiza el impacto en términos de emisiones evitadas de CO₂ bajo un enfoque que integre tanto estufas me joradas de leña como bancos dendroenergéticos.

ABSTRACT

In order to improve thermal efficiency of typical cookstoves used in rural area of Encino, Santander, three improved cookstoves prototypes were built, by means of a modification carried out at com bustion chamber. The improved cookstoves were tested by using Controlled Cooking Test ( CCT) and compared against a typical cookstove. Scores displayed a mean performance of 14.66% among im proved cookstoves and typical cookstove, which implies a saving in fuelwood consume of 0.86 ton/year. Likewise, farm fuelwood lots design is proposed by comparing four tree species used for cooking purposes in that place. Finally, impact in terms of avoided deforestation and carbon dioxide emissions is assessed, under a focus that it could integrate both improved cookstoves and farm fue lwood lots.

Key words:fuelwood lots, combustion chamber, fuelwood consumption, e nergy efficiency, improved cookstoves.

RESUMO

Para melhorar a eficiencia térmica das estufas tradicionais utilizadas na área rural do municipio de Encino, Santander se construiu três prototipos de estufas melhoradas, mediante uma modificação efetuada na cámara de combustão. As estufas foram ensaiadas aplicando a Prova de Conhecimento Controlado (PCC) e foram comparadas com uma estufa testemunha (tradicional). Identificou-se um rendimento medio de 14.66% entre as estufas melhoradas e a tradicional, o qual implica uma economia no consumo de lenha de 0.86 ton/año. De igual forma, se propõe o desenho de bancos de lenha domésticos avaliando quatro espécies florestais utilizada para propósitos energéticos na região. Finalmente, se analiza o impacto em términos de emissões evitadas de CO₂ sob um enfoque que integre tanto estufas melhoradas de lenha como bancos dendroenergéticos.

Palavras chave: Bancos dendroenergéticos, câmara de combustão, consumo de lenha, eficiência energética, estufas melhoradas

INTRODUCCIÓN

La Agencia Internacional de Energía (2006), estima que cerca de 2500 millones de personas de penden de la leña como su principal combustible para calefacción y cocción de alimentos y se espera que para el año 2030 dicha cifra ascienda a 2700 millones. Lo anterior deja clara la importancia que seguirá teniendo la leña como combustible en los próximos veinte años. De acuerdo al Sistema de Información Ambiental de Colombia (2006), el consumo de leña para el año 2005 en Colombia, alcanzó los 8.46 millones m³, lo que representaba el 83 % del total de la madera extraída en el país en ese año.

Debido a que la leña suele ser el eslabón más débil dentro de la matriz energética de muchos países, no se cuenta con datos confiables sobre consumo y por ende, todo se reduce a estimaciones. Según la Or ganización Mundial de la Salud (2006), el 15% de la población colombiana depende de combustibles sólidos (leña y carbón vegetal) para solventar sus necesidades de calefacción y cocción de alimentos. Un estudio efectuado por Ocaña (2005) en el área rural del municipio de Encino (Santander), demos tró que el 79% de las familias evaluadas utilizaban exclusivamente leña como combustible de cocción y en promedio una familia consumía anualmente 6.2 toneladas, lo cual representa un consumo per capita de 2.9 kg/día.

La introducción de una nueva tecnología supone mejores rendimientos en términos de consumo en comparación con una estufa tradicional ó un fogón abierto. Una estufa mejorada es aquella tecnología de cocción cuyo diseño hace posible que la eficiencia general sea comparativamente superior a la estufa tradicional. En este sentido, la eficiencia general de la estufa es el producto entre la eficien cia del proceso de combustión de la leña y la eficiencia de la transferencia térmica. Sin bien en un fuego abierto, la eficiencia del proceso de combustión puede ser superior al 90%, solo una pequeña proporción de la energía liberada se transmite a la superficie de cocción, haciendo que su eficiencia general sea muy baja, lo cual repercute en un mayor consumo de leña (Aprovecho Research Center 2005). Por esta razón, confinar el fuego en un es pacio cerrado es una estrategia fundamental para mejorar la eficiencia general. No obstante, el sim ple hecho de encerrar el fuego no garantiza que se produzca un mejoramiento de la transferencia tér mica, puesto que un mal diseño de la estufa puede implicar incluso mayores consumos de leña que un fuego abierto (Aprovecho Research Center 2005).

La presente investigación pretende demostrar como un enfoque integrado de adopción de nuevas tecnologías de cocción y bancos dendroenergéticos pueden reducir el consumo de leña procedente de bosque naturales, y en este caso en particular, de los robledales que hacen parte del Corredor de Conservación Guantiva – La Rusia – Iguaque.

MATERIALES Y MÉTODOS

PRINCIPIOS DE DISEÑO Y CRITERIOS DE CONSTRUCCIÓN

Desde la década de los años ochenta, los diseños de estufas mejoradas apuntaban a reducir las perdidas de calor y optimizar la transferencia térmica del fuego hacia las ollas. Con el tiempo, el análisis ingenieril sobre los procesos termodinámicos que suceden al interior de una estufa de leña, han permitido establecer una serie de fundamentos técni cos que han servido de marco de referencia para la construcción de diferentes modelos alrededor del mundo. En este sentido, la nueva estufa contemplaba una modificación en la cámara de combustión, basada en los siguientes diez principios: aislar el fuego, usando materiales livianos y resistentes al calor; construir un ducto por encima del lecho de ignición; calentar y quemar las puntas de los leños a medida que ingresen al fuego; la gradación del calor es proporcional a la cantidad de leña que es ingresada al fuego; mantener una buena corriente de aire hacia el fuego; una corriente de aire muy pequeña producirá humo y una excesiva cantidad de tizones; el área de la sección transversal debe ser constante en la cámara de combustión; el lecho de ignición debe descansar sobre una parrilla; aislar la ruta por la que fluye el calor; maximizar la transferencia de calor hacia la superficie de coc ción mediante apropiados espacios de separación.

Las especificaciones técnicas de la estufa comprenden un modulo base de 90 centímetros de lar go por 70 centímetros de ancho, sin embargo estas dimensiones pueden variar dependiendo de los requerimientos y necesidades de los usuarios. La altura promedio de la estufa es de 85 centímetros.

La base de la estufa se construyó hasta una altura aproximada de 44 centímetros con respecto al piso y fue dividida por un muro para conformar las cavidades de evacuación de humo (a la izquierda del muro) y de acumulación de ceniza (a la derecha del muro)(Figura 1). En la parte frontal de la cavidad de acu mulación de ceniza, se dejaron dos espacios: uno a nivel del suelo que tiene como propósito la acumu lación de la ceniza y el otro por debajo de la ultima hilada de ladrillos de la base de la estufa que tiene como objeto permitir el flujo de la corriente de aire para avivar las llamas. En la cavidad de evacuación del humo se hizo un orificio para que conecte con la chimenea (buitrón).

Para maximizar la transferencia de calor, se redujo el espacio de circulación del gas caliente entre la boca de salida y las planchas. Para definir esta distancia de separación, es necesario como prime ra medida, determinar la circunferencia del área transversal aplicando la siguiente fórmula: C= 2π r en donde, C = Circunferencia del área transversal y r = radio ó distancia desde el centro del cuadrado hasta sus esquinas.

Una vez calculada esta variable, se determina el espacio de separación (S), dividiendo el área de la sección transversal (A_c) sobre el valor de la circunferencia (C), por lo tanto se obtiene que: S = 280 cm² / 76.69 cm = 3.65 cm ≈ 4 cm

Considerando un espacio de separación entre las planchas y el nivel de la boca de salida de 4 centí metros, se procedió a determinar la distancia vertical entre la base de la cámara de combustión y la boca de salida. De acuerdo a los principios de diseño, esta distancia debería ser tres veces la altu ra de la boca de entrada (h), es decir, para este caso puntual, dicha distancia debería ser de 42 cm (3h), sin embargo, tuvo que ser reducida de acuerdo al siguiente análisis: la altura total de diseño de la es tufa desde el nivel del suelo hasta las planchas es de 85 cm; la altura desde el nivel del suelo hasta el nivel de inferior de la cámara de combustión (parrilla) es de 44 cm; el espacio de separación entre las planchas y la superficie a nivel de la boca de salida es de 4 cm.

Considerando lo anterior, la distancia vertical de la cámara de combustión debió reducirse a 37 centí metros, es decir, 5 cm menos que la distancia recomendada. En la figura 2, se muestra la cámara de combustión implementada en las estufas mejoradas de la investigación.

Una vez construida la cámara de combustión, se procedió a construir la totalidad del cuerpo de la estufa con el ladrillo normal (recocido). Un punto que se analizó minuciosamente fue el acoplamien to del horno dentro de la estructura de la estufa, dado que era necesario establecer como el flujo de gases podía cobijarlo de tal forma que pudiera calentarse de forma homogénea. Para dar solución a este inconveniente, se forzó el tiraje del gas calien te hacia la esquina frontal izquierda construyendo el orificio de salida de humo en dicho punto de la estufa con el propósito de que los gases pasen por la parte superior del horno y desciendan hacia la cavidad de evacuación de gases por el costado izquierdo del mismo. Finalmente el humo busca salida hacia el exterior de la cocina a través de la chimenea. Una vez construida la estufa (Figura 3), se efectuó la prueba de tiraje del humo, y se constató que los gases efectuaban el recorrido señalado en la figura 4.

MONITOREO DE ESTUFAS Y CONSUMO DE LEÑA

Para evaluar el rendimiento de los tres prototipos de estufa, fue necesario llevar a cabo una serie de pruebas que permitieran establecer el desempeño de las mismas en comparación con las estufas tradicionales utilizadas en la región (Figura 5). Internacionalmente se utilizan dos tipos de prue bas para este propósito: la prueba de ebullición del agua (WBT) y la prueba de cocimiento controlado (CCT). Para efectos del proyecto, se escogió ésta última, puesto que permite analizar como se com porta un nuevo modelo de estufa con respecto de la estufa tradicional, a partir del cocimiento del mis mo tipo de comida, ya que se ajusta a condiciones reales de campo. Esta prueba permite: comparar la cantidad de combustible (leña) usado por diferentes estufas para cocinar un tipo de comida; compa rar el tiempo requerido para cocinar dicha comida e indagar si a las personas les gusta como la estufa cocina los alimentos.

Para que los resultados sean validos, se debe garantizar la uniformidad de la prueba, lo cual impli ca utilizar el mismo tipo de alimentos en la misma proporción, usar la(s) misma(s) olla(s), el mismo tipo de madera y seguir el mismo procedimiento de preparación de la comida. La prueba establece que cada prototipo sea ensayado tres veces y de acuerdo a los resultados se debe determinar si es necesario efectuar pruebas adicionales.

Para cada prueba se utilizaron cinco kilos de leña seca al aire procedente del mismo árbol. El tipo de comida escogido para llevar a cabo el la prueba fue arroz con papas cocidas, el cual se cocina tradicio nalmente en horas de la mañana, antecediendo el almuerzo y conocido en la región como “rumbiador”. Los ingredientes y las cantidades utilizadas para preparar esta comida se muestran en la tabla 1.

La prueba debe garantizar que la cocción de la comida sea realizada por las participantes de la mis ma forma, por lo que fue necesario estandarizar el procedimiento. La prueba inicia en el momento en que la ama de casa enciende la estufa y esta segura de que la llama no se extinguirá y finaliza una vez considere que tanto el arroz como las papas están completamente cocinadas.

Cuando concluían las pruebas, se registraban los respectivos tiempos de cocción se apagaba el fue go y se retiraban los tizones de la cámara de combustión, dejando que se enfriarán para su posterior pesaje, resultado que a la postre se sumaba al valor de la leña sobrante.

Este mismo procedimiento fue aplicado a una estufa tradicional que sirvió como referente para efec tuar las comparaciones del caso. Los resultados obtenidos al efectuar las pruebas tanto en los tres prototipos como en la estufa testigo (tradicional) se presentan en la tabla 2.

RESULTADOS

RENDIMIENTO DE LAS ESTUFAS MEJORADAS

Tomando como referente el consumo especifico de combustible de la estufa tradicional, se llevaron a cabo las respectivas comparaciones con cada uno de los prototipos de estufas mejoradas, mediante el siguiente análisis:

R_i = ((SC_k – SC_i)/ SC_k)*100, donde;

SC_k: consumo especifico de combustible de la estufa tradicional (g/kg)

SC_i: consumo especifico de combustible de la estufa mejorada i (g/kg)

Con base en la anterior formula, los rendimientos obtenidos por cada uno de los prototipos ensaya dos con respecto a la estufa tradicional se presentan en la tabla 3.

El rendimiento promedio de los tres prototipos de estufas mejoradas en comparación con la estufa tradicional que fue tomada como referente es de 14.66%. Lo anterior se traduce en un ahorro de 0.86 toneladas de leña al año por núcleo familiar, si se tiene en cuenta un consumo promedio anual de 6.2 ton/año.

DISEÑO DE BANCOS DENDROENERGÉTICOS

Uno de los problemas fundamentales que enfrentan los pobladores de las áreas rurales del tercer mundo, es el acceso a fuentes energéticas modernas que les permita una completa sustitución de la leña como combustible domestico. No obstante, las perspectivas de transición hacia insumos energéticos más eficientes y de mejor calidad, no parecen ser muy alentadoras en el mediano plazo, puesto que como lo considera fao (2008), la biomasa tradicional seguirá siendo utilizada de forma prevaleciente en la calefacción y cocción de alimentos en las próximas dos décadas. Lo anterior, supone una aguda depen dencia de los combustibles leñosos por parte de las comunidades rurales de muchos países en vías de desarrollo, lo que puede comprometer la seguridad energética de las mismas, en la medida que la base de los recursos forestales se agoten vertiginosamente. En este sentido, hay una imperiosa necesi dad de asegurar el abastecimiento sostenido de leña mediante la siembra de árboles orientados a propó sitos energéticos a través de esquemas comunitarios ó domésticos, lo cual, de paso contribuye a reducir la presión existente sobre los bosques naturales adyacentes y sus consecuentes efectos sobre la biodi versidad, la regulación hídrica y las emisiones de gases de efecto invernadero.

La producción de leña a escala doméstica debe considerar ciertos criterios de planificación que garanticen la autosuficiencia de los núcleos familiares en un lapso de tiempo determinado, los cuales, se dan en función de la demanda anual de leña. Para el caso particular, de la zona suroriental del municipio de Encino–Santander, un ahorro del 14% generado por la adopción de una estufa me jorada, reduce el consumo a 5.34 toneladas anuales por familia. Para determinar el marco temporal de productividad del banco dendroenergético, es esencial considerar el ritmo de crecimiento de la especie forestal utilizada, puesto que se debe predecir en que momento estará disponible la cantidad apropiada de leña para ser aprovechada por parte de la familia de tal manera que se garantice un aprovisionamiento sostenible en el tiempo. Dadas las características minifundistas que prevalecen en las áreas rurales más deprimidas del país, es poco realista considerar que la unidad familiar dedicará una buena parte del terreno de la finca a propósitos forestales, por lo que la decisión de cuanta superfi cie se deberá emplear en la siembra de árboles, dependerá en buena medida de la tasa de crecimiento de los árboles, la cual está en función de la espe cie y las características del sitio (Hamilton 2008). Las especies preseleccionadas deberían reunir los siguientes requisitos: alta rusticidad, fácil desarro llo y crecimiento ante limitantes y/o condiciones adversas, rápido crecimiento, tasas de desarrollo que permitan el aprovechamiento de los árboles en el menor tiempo posible, capacidad de fijar nitró geno, mejoramiento de las condiciones del suelo en terrenos empobrecidos y con poco manejo agro nómico, capacidad de rebrote, se garantiza la renovabilidad del recurso extendiendo el periodo de duración del banco dendroenergético y se reducen los gastos por resiembra de nuevos individuos.

Un requisito básico que debe tenerse en cuenta en el momento de establecerse el banco de leña, es su cercanía con respecto a la vivienda del núcleo familiar. En la literatura especializada sobre el tema se citan varios ejemplos del tiempo que dedican los integrantes de una familia en tratar de recolectar la cantidad de leña necesaria para satisfacer sus necesidades de cocción de alimentos. Barnes et al. (1994), mencionan que las mujeres en las áreas rurales de Nepal gastaban casi dos horas y media al día, reco lectando leña; situación que se agravaba en aquellas áreas fuertemente deforestadas en donde el tiempo dedicado a esta actividad incluso podía aumentar en una hora adicional. Aloo (1993), señala que un estu dio llevado a cabo en Kenya a finales de los ochentas, demostraba que las mujeres gastaban 3.9 horas y los hombres 0.7 horas dedicadas por semana a recolectar leña. Juárez (2005), indicaba que una fami lia promedio de una comunidad rural en Guatemala empleaba casi 100 jornales al año recolectando y transportando leña hasta su vivienda. En el caso particular del área de estudio, Ocaña (2005), encontró que el tiempo dedicado a esta labor oscilaba entre una y dos horas diarias dependiendo de la distancia a la fuente de recolección.

Por lo anterior, se justifica que el banco dendroenergético sea establecido lo más cerca posible a la vivienda del núcleo familiar, utilizando aquellas áreas marginales de la finca que no se dediquen a actividades productivas, de lo contrario, es recomendable la incorporación del banco de leña en arreglos agroforestales que puedan conciliar el uso agrícola ó pecuario con el componente silvícola.

Distribución y densidad de siembra

La distribución del banco de leña se encuentra supe ditada a la disponibilidad de una superficie adecuada para este propósito. Dependiendo de la especie forestal a utilizar, el área requerida para la siembra de árboles puede fluctuar de menos de 0.1 hectá reas a más de 3 hectáreas, lo cual hace que la disponibilidad de tierra se convierta en un condicionante de la especie elegida. Los patrones de distribución y tenencia de la tierra en el área de estudio, oscilan entre menos de una hectárea a cinco hectáreas por unidad productiva familiar (Solano et al. 2006), lo cual hace virtualmente imposible pensar en bancos de leña superiores a una hectárea por finca. En vir tud de lo anterior, se contemplan dos opciones de distribución del banco dendroenergético el cual, puede ser plantado de forma agrupada (bosquete) ó bien dispuesto de forma lineal en diferentes sec tores de la finca.

Bosquete

La plantación de árboles agrupados en un solo punto es recomendado para aquellas fincas con extensiones superiores a dos hectáreas, siempre y cuando, la superficie a utilizar para este propósi to no exceda las 0.1 hectáreas. Se pueden utilizar aquellos sitios no utilizados para labores agrope cuarias tales como zonas con pendientes pronunciadas, áreas rocosas ó sitios poco productivos por deficiencia de nutrientes. Se debe considerar una densidad de siembra de 1 árbol por cada 4 m² dispuestos a “tres bolillo”.

Siembra lineal

Este sistema es apropiado para fincas con poco espacio disponible para sembrar árboles y en los que necesariamente deben ser integrados en arreglos agroforestales. Los individuos pueden ser planta dos como cercas vivas, barreras cortaviento ó callejones entre cultivos. La producción de leña en sistemas agroforestales ha probado ser exitosa en América Central en donde el tamaño de las unida des productivas es menor a una hectárea en promedio. Se sugiere un distanciamiento de 2 metros entre individuos y la finca debería contar con al menos 400 metros lineales disponible para el esta blecimiento de los árboles.

Manejo silvicultural

Dado que los suelos en los cuales se establece la plantación pueden ser deficitarios en nutrientes, es preferible que la especie tenga la capacidad de fijar nitrógeno con el objeto de mejorar la calidad del terreno. Aplicar la ceniza procedente de la incineración de la leña es una buena práctica que mejora la fertilidad del suelo, dado que esta sustancia contiene carbonato de potasio (K₂O₃) y que puede contribuir al mejor desarrollo de los árboles sin incurrir en gastos de abono. De otro lado, los árboles sembrados en arreglos agroforestales pueden beneficiarse de los fertilizantes aplicados a los cultivos agrícolas.

No se requiere efectuar podas, salvo si el propósito de la misma es proveer de leña a la familia antes del primer aclareo. Puesto que el objetivo del banco es abastecer de leña a la familia en el me nor tiempo posible, debe considerarse una rotación corta para este tipo de plantaciones, la cual estará determinada por la tasa de crecimiento de la especie utilizada y la superficie dedicada para esta actividad. Considerando que las especies forestales catalogadas como de rápido crecimiento no producen la suficiente cantidad de biomasa leñosa en un periodo menor a seis años bajo densidades de siembra de 2500 individuos por hectárea, se establece éste como el mínimo plazo para efectuar la primera entresaca. Esto significa que solo a partir del sexto año en adelante podrán aprovecharse los árboles para obtener leña, momento en el cual se debe tomar la decisión de efectuar el correspon diente replante para sustituir los árboles apeados o permitir el rebrote de los tocones. Se fija como turno final el décimo año.

La cantidad de árboles requeridos para hacer sostenible el autoabastecimiento de leña en cada finca para el año (i), se da como resultado de dividir la demanda anual por núcleo familiar sobre la pro ducción de biomasa leñosa fustal estimada para un individuo de la especie forestal φ en el año (i), por lo tanto, el total de árboles que deben ser sembrados responden a la siguiente formula:

No. árboles , en donde;

D_fw: Demanda anual de leña del núcleo familiar en toneladas

Bφ_i: Producción de biomasa leñosa fustal estimado para un individuo de la especie φ en el año (i) en toneladas

En virtud de lo anterior, se evaluaron cuatro especies forestales con reconocidas características den droenergéticas, las cuales son aptas para plantar en el área de estudio y entre las cuales se incluye el ro ble (Quercus humboldtii). Salvo en el caso del aliso (A. acuminata), para las demás especies ( E. globulus, A. melanoxylon y Q. humboldtii) se aplicó la ecuación de volumen standard individual teniendo en cuenta el incremento medio anual (IMA) en altu ra y en diámetro, el cual fue proyectado para cada año. Para el aliso se aplicó la ecuación de volumen desarrollada por CENICAFE (Ospina et al. 2005) Con base en los resultados calculados, se obtuvieron los resultados observados en la tabla 4, de los cuales se puede inferir que las especies de rápido crecimien to son más apropiadas para el establecimiento de bancos de leña puesto que demandan una menor cantidad de árboles, y consecuentemente, una menor extensión de terreno para la plantación.

Una de las contribuciones más relevantes de la implementación de estufas eficientes esta relacionado con el potencial de reducir la degradación de los bosques existentes asociado a prácticas extractivas insostenibles y su impacto sobre el cambio climático global. De acuerdo al IPCC (2007), el 17% de las emisiones mundiales de CO₂ se deben a la deforestación y aunque de acuerdo a FAO (2008), el con sumo de combustibles leñosos ha fluctuado entre 1800 y 1900 millones de metros cúbicos en la últi ma década, no se tiene certeza de que porcentaje de las emisiones de dióxido de carbono corresponde a la utilización de leña para propósitos domésticos.

Como en cualquier combustible, son el carbono y el hidrogeno los que le confieren las propiedades térmicas a la madera que al incinerarse eficientemente generan dióxido de carbono y vapor de agua como productos residuales del proceso. Sin embargo, cuando se produce una combustión ineficiente, se producen gases no deseados como el metano (CH₄), el monóxido de carbono (CO) y oxido ni troso (N₂O), los cuales presentan un potencial de efecto invernadero mucho mayor que el CO₂.

La reducción de emisiones de CO₂ asociada a la implementación de una estufa mejorada, está deter minada por su capacidad de disminuir el consumo de leña procedente de una fuente cuya capacidad de autoregeneración podría estar por debajo de la tasa de extracción, lo cual establece si dicha activi dad se realiza sobre una base sostenible ó no.

Lo anterior estipula que tan renovable es la leña que se recolecta en un área geográfica en particular. En una situación de sostenibilidad del recurso, la cantidad de leña consumida en determinado lugar debería ser menor o igual a la cantidad de biomasa leñosa que se produce en dicho sitio; mientras que la condición de insostenibilidad se presenta cuando la extracción de leña esta por encima de la capacidad de autoregeneración de dicho recurso. Esto se conoce como el estatus de renovabilidad de la biomasa. Cuando la renovabilidad es positiva, las emisiones de dióxido de carbono que producen las estufas se consideran neutrales puesto que ni aña den ni sustraen carbono del ciclo natural de este elemento, dado que la misma cantidad de carbono liberado en la combustión, será recapturado por la vegetación en crecimiento (RWEDP/UNEP 2000).

De otro lado, si se cosechan mas árboles de los que se desarrollan en determinado sitio, el CO₂ liberado por la combustión de la leña no podrá ser recapturado por la vegetación, convirtiéndose en un gas de efecto invernadero, por lo que se con sidera que la renovabilidad es negativa. Esto necesariamente implica que solo una fracción de las emisiones de CO₂ producidas por la combustión de la leña serían consideradas como gases de efecto invernadero. Bajo este enfoque, la estimación de cantidad de CO₂ que dejaría de emitirse resultaría bastante compleja puesto que habría que delimitar el área geográfica de la fuente de leña para estable cer la cantidad de biomasa existente y su tasa de producción sobre una base anual. La remoción de biomasa leñosa para propósitos energéticos estaría supeditada al número de hogares que cocinan con leña dentro de esa área particular con el objeto de calcular la demanda anual. Dada las limitantes téc nicas del proyecto, no fue posible establecer cuál es el potencial de emisiones de dióxido de carbo no que podrían evitarse aplicando el enfoque de la “renovabilidad de la biomasa”.

No obstante, se empleó un enfoque más pragmático para determinar las emisiones de CO ₂ que podrían evitarse al utilizar las estufas mejoradas evaluadas por el proyecto. Independientemente del criterio de sostenibilidad o insostenibilidad del cual se hacia referencia anteriormente, el hecho de disminuir el consumo de leña en un porcentaje determinado, implica que se está ahorrando cierta cantidad de madera ó bien procedente de árboles en pie ó de necromasa leñosa. Considerando lo anterior, el punto neurálgico de la discusión es como esa cantidad de madera se traduce en degradación forestal evitada (si la fuente fuera un bosque natural). Tomando en cuenta la densidad de biomasa de un bosque que de acuerdo a Brown (1997), es definida como “la cantidad total de materia orgánica viva por encima del suelo presente en los árboles y expresada en toneladas secas por unidad de superficie”, es po sible hacer una estimación sobre la proporción de biomasa que correspondería a la cantidad de leña que consume una familia en el área de estudio sobre una base anual.

Partiendo de la base, que un ahorro del 14% representa 0.86 toneladas anuales de leña con un contenido de humedad promedio del 25%; el valor ajustado es de aproximadamente 0.64 toneladas anuales de biomasa leñosa anhidra. Este valor re presenta aproximadamente el 0.32% de la biomasa total de una héctarea de bosque de roble.

Para determinar la cantidad de dióxido de carbono liberado por extracción de leña, se aplica la ecua ción 3.2.8 del manual de orientación del IPCC sobre buenas prácticas para uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura (2003):

P_leña = LR * D * FEB * FC, en donde;

LR: volumen anual de leña recolectada en m³ por año.

D: densidad básica de la madera en toneladas por metro cúbico.

FEB: factor de expansión de biomasa para convertir volumen en biomasa aérea total sobre el suelo.

FC: fracción de carbono de la materia seca (valor por defecto 0.5)

Dado que fue posible determinar la cantidad de leña de forma directa, se asume que 0.64 toneladas es el producto del volumen de leña recolectado (lr) por la densidad básica (D). Brown (1997), sugiere utilizar un feb por defecto de 1.74 para latifoliadas de bosques tropicales, en consecuencia la pérdida anual de carbono por recolección de leña es calculada de la siguiente manera:

P_leña = 0.64 * 1.74 * 0.5 = 0.55 ton carbono.

Considerando que el carbono es liberado en forma de CO₂, se estima que se dejarían de emitir 1.85 toneladas equivalentes al año por familia al evitar la eliminación de esta cantidad de biomasa.

Los bancos dendroenergéticos cumplen la función de un sumidero temporal de carbono, puesto que en su proceso de desarrollo, capturan el CO₂ para transformarlo en celulosa (madera). Sin embargo, el objetivo del mismo es desplazar el consumo de leña proveniente de bosque natural, por lo tanto, si se considera que anualmente se sustituyen 4.6 toneladas de leña, la pérdida de carbono asociada por este concepto se estima de la siguiente forma:

P_leña = 4.6 * 1.74 * 0.5 = 4 ton carbono.

CONCLUSIONES

Los tres prototipos de estufas mejoradas arrojaron un rendimiento del 14% con respecto a la estufa tra dicional. Esto significa un ahorro de 0.86 toneladas de leña al año por familia. Sin embargo, se estima que los ahorros pueden ser mayores debido a que el resultado arrojado por la Prueba de Cocimiento Controlado (CCT) no contempla las condiciones que se presentan durante una jornada normal de cocina.

Para reducir completamente la dependencia de leña procedente de los bosques de roble, se diseñaron bancos dendroenergéticos evaluando las especies aliso (Alnus acuminata), acacia japonesa ( Acacia melanoxylon), eucalipto común (Eucalyptus globulus) y roble ( Quercus humboldtii). La extensión del banco de leña puede variar en función del tipo de especie utilizada y la disponibilidad de terreno al interior de la unidad de producción familiar, en contrándose que especies como el eucalipto ó la acacia japonesa requieren una superficie inferior a 1000 m² hasta más de 2 hectáreas para el caso del roble. Teniendo en cuenta que las unidades de producción familiar en el área de estudio fluctúan entre menos de una hectárea a más de cinco hectá reas, solo se considera factible el establecimiento de los bancos dendroenergéticos con especies de rápido crecimiento que requieran la mínima cantidad de terreno posible.

Los beneficios ambientales de un proyecto que integre tanto estufas mejoradas como bancos de leña se observan desde la perspectiva de disminuir las emisiones de CO₂ debido a procesos de degrada ción forestal, en donde ciertos depósitos de carbono son fuertemente impactados por prácticas extractivas cuya intensidad puede variar de acuerdo a las circunstancias. La utilización de una estufa mejorada evita el consumo de 0.86 toneladas anuales, representando aproximadamente el 0.32% de la cantidad de biomasa calculada en una hectárea de bosque de roble.

La reducción de emisiones de CO₂ sería de 1.85 toneladas equivalentes por estufa mejorada. La sustitución completa de leña procedente del robledal por bancos dendroenergéticos tiene el potencial evitar emisiones del orden de 13.34 toneladas de CO₂ equivalente. Un proyecto que integre tanto es tufas mejoradas como bancos de leña podría evitar la liberación de 15.2 toneladas de dióxido de car bono anuales por familia.

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