Horneado con biogás

Por
José Antonio Guardado Chacón*
y Jorge Luis Cortada Ferrera**


El biogás como portador energético para el horneado
de diversas producciones

 

En Cuba no existe mucha experiencia en el uso del biogás para horneado; sin embargo,
el horneado en producciones varias con leña y otros combustibles convencionales ha sido una práctica común de nuestros productores y artesanos.

En los últimos años, la agricultura en Cuba se ha caracterizado por la diversidad y formas en las que ha participado y participa la población. Con igual carácter participativo pudiera valorarse el aporte y creatividad de la población en la utilización de la tecnología del biogás. Estos hechos constituyen una valiosa herramienta en los antecedentes del «arte del biogás en Cuba», a partir de las características, iniciativas, posibilidades y condiciones específicas de cada lugar o usuario.

Tal realidad plantea la necesidad de aprovechar y elevar el poder creativo de la gente, de los profesionales, de las instituciones y de los organismos del Estado, aprovechando al mismo tiempo las particularidades de cada localidad, territorio y región, en función de un cambio positivo de ese paradigma.

 
 

Las FRE, por sus características, juegan un papel decisivo en ese objetivo, ya que fueron las primeras utilizadas por el hombre. Sin embargo, la aparición de los combustibles fósiles las relegó por muchos años al olvido. En este nuevo escenario se apuesta al biogás como uno de los portadores energéticos con más posibilidades de uso en el horneado de diversas producciones. Durante los años que siguieron al momento en que el suministro de combustible fósil a Cuba (1989) disminuía drásticamente (el «período especial»), el país, con una base productiva y de consumo establecida sobre esa fuente energética, debió buscar en todas las posibles fuentes al alcance de la población el modo de mantener el nivel de vida que se había alcanzado hasta ese momento.

La cocción de alimentos fue uno de los puntos claves fuertemente afectados. Consecuentemente, comenzaron a proliferar las cocinas tradicionales de leña y carbón vegetal, en sustitución de las que funcionaban con combustible fósil (kerosene, diésel, fuel oil, electricidad); pero las fuentes cercanas desaparecían rápidamente y cada vez costaba más el transporte hasta las cocinas.

Resultaba necesario disminuir también el uso indiscriminado de ese recurso forestal, y hasta la quema de muebles y cualquier madera al alcance. Surgen entonces las cocinas «eficientes», cuyo diseño permite un mejor aprovechamiento térmico. En la Isla de la Juventud, por ejemplo, se perfeccionó el diseño publicado por la Comisión de Energía, y se introdujeron conceptos en su construcción que dieron lugar a una cocina más eficiente, dadas las características que se describen más adelante.

La cocina eficiente IJV (Isla de la Juventud) es capaz de conservar un alto grado de calor, facilitando el encendido inmediato para preparar el primer café del día, gracias a un bloque de fábrica que actúa como acumulador térmico.

La entrada del aire fresco se situó no bajo la parrilla donde se coloca el combustible sólido de baja densidad, sino en el extremo opuesto con el propósito de provocar un recorrido del aire para su precalentamiento, calentamiento y llegada al combustible con un alto grado de calor, lo que facilita la combustión.

Bajo la plancha de cocción se prepara un canal de fuego. En la construcción de las primeras cocinas se utilizaban las planchas de hierro fundido tomadas de las cocinas a petróleo desactivadas. Actualmente la presencia de esos fogones ha desaparecido y la población utiliza cualquier plancha de acero a su alcance; esto no modifica las características que a continuación se describen, pero crea la necesidad de reponer esa plancha cuando comienza a deformarse y su deterioro por el calor así lo exige.

Al producirse la combustión sobre la parrilla, la llama busca la salida a través del canal de fuego, obligada por el tiro forzado que crea la chimenea. Ese flujo de gases, en su recorrido por dicho canal de fuego tiene las características siguientes:

1. La parrilla donde se coloca el combustible sólido de baja densidad se sitúa en la cámara de combustión y recibe el aire caliente bajo esta desde los tubos que han atravesado el bloque de inercia térmica; mientras que la compuerta por donde se introduce la leña (o cualquier tipo de combustible sólido) es hermética, aislada térmicamente y permanece cerrada durante la operación de la cocina.
2. La llama producida por la combustión de la leña se dirige a la salida por el tiro forzado creado por la chimenea. En el canal de fuego se producen resaltos bajo los sitios donde se colocan los recipientes que reciben el fuego directo para la cocción de los alimentos.
3. Al pasar el flujo del canal de calor a la chimenea, aquel actúa sobre una plancha metálica que se encuentra sobre la cámara de aire, elevando su temperatura antes de recorrer los tubos situados en el bloque de inercia térmica, conduciéndolo a la cámara de combustión.
4. Al producirse la salida del aire caliente por la chimenea, luego del recorrido indicado en el punto 2, se aprovecha el calor residual para el calentamiento de agua, que sirve en la cocina para el fregado, limpieza o la preparación de nuevos alimentos.

Estos conceptos para el mejor aprovechamiento del recurso energético se generalizaron en numerosas viviendas y centros, donde cocinas y hornos se aplicaron para otros muchos usos: hornos para pizzas, elaboración de pan y dulces, cerámicas, preparación de ahumados, etcétera.

La aplicación de este diseño dio un respiro a la búsqueda y transportación de la leña, y así surgieron anécdotas como esta: luego de terminada la cocina eficiente IJV, los cocineros del contingente que construía la Presa Libertad exigieron a su jefe el camión cargado de leña que, como costumbre, necesitaban para cumplir su tarea; este les dijo que a partir de ese momento la leña estaba tan racionada como el diésel y que debían preparar toda la comida «…con esos cuatro palitos…», y para sorpresa y satisfacción de todos el constante agobio desapareció, y un menor volumen de leña pudo mantener la alimentación de los trabajadores durante un mes.

Pero no se trataba solamente de la eficiencia en la cocción, sino de cómo resolver localmente la producción de alimentos, sobre todo de los cárnicos, lo que llevó a la población a la cría generalizada de cerdos y otros animales, y ello dio lugar a la introducción de la tecnología del biogás atendiendo a sus múltiples beneficios, entre los que también se incluye el energético.

Así se reciben en la Isla los primeros biodigestores tubulares por asignación central, los que sin embargo duraron muy poco en explotación debido a su fragilidad. También se había construido una gran planta de biogás de cúpula flotante (tecnología hindú) en el Cebadero de Toros Ciro Redondo, que operó muy poco tiempo debido a la pronta desaparición de aquella masa vacuna por la falta del pienso de importación, siendo necesario el sacrificio del ganado y la desactivación de la planta de biogás.

Otros intentos también fracasaron por diversas causas, hasta el presente en que una nueva realidad económica y el interés de los productores hacen que vean en la tecnología del biogás la posibilidad de disminuir sus gastos, incrementar sus ganancias y obtener los múltiples beneficios que aporta esta tecnología.

Bajo estas dos premisas: disponibilidad de la fuente de alimento de origen animal y un sistema de tratamiento mediante biodigestores, más la eficiencia en la cocción, se llega a una nueva fase: la aplicación de la tecnología del biogás utilizando el metano obtenido de modo más eficiente, aunque bajo las interrogantes que aún plantea el cambio del combustible sólido de baja densidad a la cocción con fuego directo y concentrado que permiten los quemadores a biogás.

La cocción de alimentos utilizando una fuente energética como son los gases combustibles, sea GLP, butano, propano y el propio metano, es algo resuelto con adecuada eficiencia en los conocidos quemadores y cocinas disponibles en el mercado. Pero aún queda un nicho donde es posible unir ambas tecnologías.

En la Isla de la Juventud la industria cerámica tiene una fuerte presencia, y la elaboración de pan y dulces es una necesidad indiscutible. Hay productores quienes por el número de animales y la disposición obligatoria de hacer un tratamiento completo desde el punto de vista ambiental, obtienen más energía de la que necesitan y no encuentran forma de utilizarla.

De ahí surge una pregunta científica base: ¿es posible disponer de hornos que permanezcan encendidos de modo gratuito a temperatura controlada para las diversas producciones que así lo requieren? Una respuesta positiva revela que estos siempre están dispuestos para la cochura de los mencionados productos: cerá-mica artística y utilitaria, que constituyen una fuente económica importante en la localidad, la elaboración de cárnicos y ahumados para consumo propio o por encargo, o la preparación de pan y dulces (Fig. 1).

 
Fig. 1. Esquema de un horno IJV adaptado a biogás. 1. Quemadores a biogás;
2. Placa caliente; 3. Cámara de combustión; 4. Compuerta con aislante y cierre;
5. Entrada de aire precalentado; 6. Tubo de H°F°; 7. Bloque de acumulador térmico; 8. Entrada de aire fresco; 9. Plancha metálica; 10. Chimenea; 11. Canal de fuego; 12. Entrada de agua; 13. Depósito de agua con aislamiento; 14. Salida de agua caliente; 15. Regulador del flujo de salida, y
16. Soporte para parrilla si se utiliza leña.

 

Esta condición brinda al propietario de la planta de biogás un nuevo ingreso económico, y por supuesto, la disminución de costos para el productor que, en lugar de utilizar sus hornos eléctricos o a combustibles convencionales, contrata los hornos del criador de animales a un costo que evidentemente deberá ser menor debido a que se utiliza una energía gratuita, aunque al propietario de la planta de biogás corresponde la inversión y esta es un capital a recuperar.

En los hornos de la segunda generación (con biogás) se mantienen todos los elementos de aprovechamiento térmico mencionados en la primera generación de las cocinas eficientes IJV, pero ahora en lugar del combustible sólido se sitúan quemadores a biogás. La llama alimentada por el metano, en su recorrido hacia la chimenea es transportada mediante un flujo de aire recalentado, y alcanza una temperatura superior siguiendo el mismo ciclo antes descrito.

Un nuevo diseño para las aplicaciones mencionadas puede requerir un bloque de acumulación térmica de mayor volumen, experimentar la mejor colocación de los quemadores, etc. Como quiera que se resuelva el prototipo, el biogás acumulado en el domo, ya sea fijo, móvil, en bolsa o comprimido en tanques, extiende su duración al requerir un volumen menor para cualquier otro uso que consideren sus usuarios. También es útil recordar que cada planta de biogás es única, ya que su utilización y aprovechamiento solo está en el libro exclusivo de su usuario, aunque lógicamente siempre bajo los principios generales antes mencionados y lo expuesto en la bibliografía disponible sobre la tecnología del biogás.

Queda por referir que la selección natural también incide sobre esta tecnología, y los mejores diseños se extienden de modo natural por la demanda de los resultados de experiencia de quienes lo aplican, los cuales recomiendan a otros interesados para obtener iguales beneficios, o mejores.

* Doctor en Ciencias Técnicas.
Miembro de la Junta Directiva Nacional de Cubasolar.
e-mail: gcubasol@enet.cu
** Máster en Ciencias Técnicas. La Habana, Cuba.
e-mail: psoto@infomed.sld.cu