COOPERACIÓN ALEMANA AL DESARROLLO

PROYECTO “ENERGÍA, DESARROLLO Y VIDA”

ENDEV/PERÚ

EXPEDIENTE TÉCNICO COCINA MEJORADA FAMILIAR

MODELO INKAWASI UK-GTZ

ENTIDAD SOLICITANTE:

“PROYECTO ENERGÍA, DESARROLLO Y VIDA”, EnDeV-GTZ

Dirección : Prolongación Arenales 801, Miraflores , Lima

RUC : 20138546617

Teléfono : 422-9067

Email : www.gtz.de/peru

Director General : Peter Pfaumann

Coordinadora Nacional : Ana Isabel Moreno Morales

Email : ana.moreno@gtz.de

Responsable técnico : Ing. José Humberto Bernilla

Email : jose.bernilla@gtz.de

ÍNDICE

CAPÍTULO I: MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA COCINA MEJORA DA INKAWASI UK-GTZ

Introducción……………………………………………… ………………..................................1

Cocina mejorada familiar modelo Inkawasi UK-GTZ…………….…………………….............1

CAPÍTULO II: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y CONSTRUCTI VAS

Pasos previos para la instalación de la cocina mejorada modelo Inkawasi UK-GTZ…………2

Partes constructivas del modelo de cocina Inkawasi UK-GTZ………………………………....2

Materiales para la construcción de la cocina mejorada…………………………...………..……3

Herramientas para la construcción de la cocina mejorada …………………………...…………4

Proceso constructivo y montaje……………………………………………………………………..4

Proceso de encendido de la cocina mejorada Inkawasi UK-GTZ …………………………..….9

Recomendaciones de uso y mantenimiento de la cocina mejorada ……………..…….……...12

Recomendaciones en caso de deterioro de la losa de ferrocemento………………………....13

CAPÍTULO III: PLANOS DE LA COCINA MEJORADA INKAWASI UK-GTZ

Planos de la cámara de combustión……………………….………………………………………15

Planos de la chimenea……………………………………….……………………………..............16

Planos de la losa de concreto………………………………….…………………………………....17

Planos de la cocina mejorada………………………………….…………………………………….18

Planos de planta ……...……………………………………….………………………….................18

CAPÍTULO I

MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA COCINA MEJORADA INKAWASI UK-GTZ

1.1 Introducción

Para las zonas rurales andinas, fuentes de energía como la electricidad y el gas son todavía

limitadas. Para satisfacer su demanda de energía domestica, una mayoría significativa de la

población peruana aún recurre a fuentes tradicionales como la leña, la bosta (de vacuno o

camélidos) y la yareta, que queman en fogones de tres piedras o fogones de fabricación local

ubicados en cuartos cerrados y poco ventilados. Estas prácticas tienen efectos negativos para la

salud —como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)—, para el medio ambiente —

deforestación y contaminación ambiental— y la economía de las familias —tiempo y dinero—.

Las investigaciones de los últimos años revelan que a pesar de que en el país diversas instituciones

han promovido estufas o cocinas mejoradas, para sustituir a las tradicionales cocinas a fuego

abierto, muchas de ellas consumen más combustible y no disminuyen sustancialmente las emisiones

tóxicas al ambiente.

1.2 Cocina mejorada modelo Inkawasi UK-GTZ

La cocina modelo Inkawasi UK-GTZ es una tecnología mejorada que se ha desarrollado para

favorecer la calidad de vida de la familia, en especial la salud de los niños y mujeres, porque reduce

la exposición a la contaminación intradomiciliaria.

Este modelo de cocina puede hacerse con diferentes tipos de materiales de albañilería existentes

en la zona: adobe y barro, ladrillo y cemento, ladrillo y barro, piedras más barro como materiales

para la estructura base. La cocina tiene las siguientes dimensiones: 60 centímetros de ancho, 120

centímetros de largo y una altura que puede oscilar entre los 70 y los 90 centímetros, altura definida

por el tipo de material usado para levantar la base (adobe tradicional o ladrillo).

Esta cocina se caracteriza porque cuenta con una cámara de combustión hecha con material

refractario (arcilla cocida). Dicha cámara tiene, en la parte lateral de la cocina, dos entradas: una

para el suministro de leña, y la segunda, para la remoción de cenizas y la oxigenación de la zona de

combustión, que está recubierta con un espesor de aislamiento térmico (ceniza). Las ollas se

colocan sumergidas en las hornillas para incrementar el área de transferencia de calor del fuego

hacia ellas; las hornillas y la chimenea están comunicadas a través de conductos. La chimenea

tiene dos tramos: el primero, hecho de adobe pequeño o ladrillo crudo, y el segundo, más alto,

hecho de metal. Este diseño favorece la seguridad, ya que evita los accidentes por quemaduras. La

altura total de la chimenea tiene como mínimo 2 metros.

CAPÍTULO II

ESPECIFICACIONES TECNICAS Y CONSTRUCTIVAS

2.1 Pasos previos para la instalación de la cocina mejorada modelo Inkawasi UK-

GTZ

Antes de iniciar la construcción de la cocina mejorada Inkawasi UK-GTZ, se deben verificar los materiales necesarios y fijar la posición o ubicación de la cocina teniendo en consideración cinco aspectos importantes:

1. iluminación

2. ventilación (parte superior)

3. transitabilidad

4. circulación de aire a la altura de la cámara de combustión

5. punto de salida de la chimenea hacia el exterior

2.2 Partes constructivas del prototipo de cocina me jorada Inkawasi UK-GTZ

Este modelo de cocina tiene las siguientes partes constructivas:

� Armazón o base de la cocina. Es la estructura hecha de adobe y barro sobre la cual se

instalan los diferentes componentes de la cocina.

� Cámara de combustión. Es un pequeño espacio cerrado por paredes de piezas de arcilla

cocida tipo ladrillo pastelero, en donde se suministra el combustible (leña) para la combustión.

Consta de siete piezas y es producida de forma artesanal. Además, se instala recubierta con

una capa de ceniza que no debe ser menor de 5 cm.

� Losa de ferrocemento. Es una estructura que sirve como soporte para las ollas. Tiene dos

agujeros que hacen las veces de hornillas y brindan estética, facilidad de limpieza de la

superficie horizontal de la cocina y mayor vida útil de la cocina.

� Chimenea. Es un componente que sirve para mantener una inducción adecuada de aire

dentro de la cámara de combustión y para evacuar los gases de la combustión en forma

eficaz. Está construida con dos tipos de materiales: un tramo de 1,20 m, de adobe, al cual se

le acopla un tubo metálico de 12 cm de diámetro y 1,20m de longitud. En la parte superior se

le ensambla un protector o capucha contra la lluvia y el componente vertical de los vientos.

2.3 Materiales para la construcción de la cocina me jorada Inkawasi UK-GTZ

Para la construcción de este modelo de cocina, se necesitan los siguientes materiales:

MATERIALES/COCINA UNIDAD CANTIDAD

Cámaras de combustión tipo CBC Unidad 1

Plataforma metálica emparrillada Unidad 1

Tubo de 12cm de Ø x 1,20 m Unidad 1

Capucha protectora Unidad 1

Alambre galvanizado n.º 16 kg 0,05

Fierro corrugado de 1/2" de Ø barra 0,2

Alambre n.º 8 kg 0,35

Cemento bolsa 0,125

Malla electrosoldada m 0,5

Adobes tradicionales un 25

Tierra para barro carretilla 5

Ceniza latas 2

Paja saco 0,5

2.4 Herramientas que se utilizan en el proceso con structivo

Herramientas

Wincha de 3 m

Nivel de mano de 8"

Alicate de corte

Badilejo

Arco de sierra

Hoja de sierra

Encofrado de losa

2.5 Proceso constructivo y montaje

a. Construcción de la armazón de la cocina

La base de la cocina mejorada esta hecha generalmente de adobe y/o ladrillo. Sobre esta

base, se instalan los diferentes componentes y accesorios de la cocina. Para ello, se siguen los

siguientes pasos:

� Se construye una plataforma de 60 centímetros de ancho, 1,20 metros de largo y

aproximadamente 20 centímetros de altura (una hilera de adobe tradicional).

� En la parte posterior, a partir de los 44 centímetros, se levanta la estructura hasta que

alcanza una altura de 42 centímetros.

� Se forma una caja utilizando adobes pequeños o ladrillos, colocados en soga a los

costados de la base. De esta manera, en la parte central se formará el cenicero. Se coloca

la plataforma metálica emparrillada.

� Se instala un soporte utilizando alambre n.º 8 y una plataforma (puede ser un retazo de lata

o malla electrosoldada) delante de la plataforma emparrillada.

b. Instalación de la cámara de combustión

� La cámara de combustión es un accesorio producido en talleres especializados. Está

compuesta por siete piezas, cuatro de las cuales se amarran con un alambre, de tal

manera que se forma un cuadrado.

� Se levantan con adobes o ladrillos los costados de la caja hasta una altura igual a la de la

cámara de combustión.

� Se coloca la cámara de combustión dentro de la caja, sobre la plataforma fija, asegurando

con barro la base de la cámara de combustión.

� Se moldea un ladrillo o adobe de tal manera que adopte la forma mostrada en la primera

parte de la imagen. Utilizando el ladrillo moldeado, se forma el ingreso a la cámara con las

tres piezas restantes (4, 6 y 7) y barro, de acuerdo con los dibujos.

� Se cierra la caja y se llena con ceniza el espacio que queda entre la cámara de combustión

y las paredes de la caja, hasta dos centímetros por debajo de la abertura superior de la

mencionada cámara.

� Luego se cubre la ceniza con barro, hasta llegar al nivel de la abertura superior. Se utiliza

un nivel de mano para nivelar la cámara de combustión.

c. Construcción de hornillas y conductos

� Una vez que la ceniza esté cubierta con el barro, se nivela toda la superficie horizontal a la

altura de la boca de salida del fuego de la cámara de combustión.

� Para formar las hornillas, se colocan las ollas como molde, centradas con respecto al

ancho de la cocina y siguiendo tal cual las medidas de los agujeros de la losa de concreto

(las ollas deben ser las mismas que se usaron para hacer la losa de concreto). Por la parte

externa, se rellena con barro hasta una altura de 4 centímetros y luego se retira la olla. El

barro debe estar semiseco y mezclado con paja.

� Sobre esta superficie, se colocan dos varillas de fierro de ½” de diámetro x 45 cm de largo,

en forma paralela. Las varillas deben estar niveladas y se debe mantener una separación

de 10 centímetros entre ellas (medida interna).

� Luego, se rellena con barro hasta una altura de 7 centímetros.

� De igual manera, se construye la segunda hornilla.

� Cuando el barro esta semiseco, se forma el canal entre las dos hornillas (conducto).

� Se construye otro conducto orientado hacia la chimenea.

� Es preciso recordar que la separación entre las hornillas debe ser de 6 centímetros.

d. Construcción e instalación de la losa de concre to

La losa de concreto es una estructura de concreto armado que tiene dos orificios en los que se

insertan las ollas y quedan sumergidas; por tanto, estas corren menor riesgo de volcarse.

La losa garantiza una mayor durabilidad de la cocina.

Se construye una losa de concreto de 85 cm de largo, 50 cm de ancho y 3 cm de altura,

siguiendo los siguientes pasos:

� El encofrado se coloca sobre una superficie lisa y cubierta con plástico o papel, para que el

concreto no se adhiera al piso.

� Dentro del encofrado se coloca la olla (la misma que se utiliza para la construcción posterior

de las hornillas) y se ubica un cartón en el caso de que se cuente con ollas de base ovalada

para dar forma a los orificios de la losas. Es necesario considerar que la distancia entre olla

y olla es de 6 cm y que las ollas deben estar en el centro de la losa, como lo muestra el

dibujo.

� Se vacía una capa de concreto y se coloca una armadura de malla electrosoldada, dejando

fraguar la losa por dos días. Para lograr un fraguado óptimo, se recomienda que las losas se

construyan por la mañana. Así podrán fraguarse durante todo el día y no se rajarán por las

bajas temperaturas de la noche. Después de 18 horas de haber construido las losas, se

debe echar agua por un período de 6 horas. Además, por las noches, se las cubrirá con

material aislante hasta que terminen de fraguar.

� Se pule la superficie y después de una hora se retira la olla y se coloca la losa.

� Para hacerlo, se coloca una capa delgada de barro sobre las hornillas y se acomoda la losa

bien centrada con la cámara de combustión y las hornillas. Se debe nivelar constantemente.

Olla 1 Olla 2

39

6

Distanciasiguales

Medidas para la ubicación de ollas en losa de concreto de 50 x 85 x 3 cm

� Una vez instalada la losa, se procede a calar las hornillas, que deben quedar 2 centímetros

dentro de las losas.

e. Instalación de la chimenea

La chimenea es un accesorio de adobe y de metal que facilita el ingreso del aire al interior de

la cámara de combustión y la salida del humo al exterior.

En la parte superior de la chimenea se coloca un protector o capucha. Es importante que la

chimenea tenga una altura (tiro) mínimo de 2 metros, para que el fuego se mantenga activo.

Al inicio del proceso, es preciso identificar el lugar por donde la chimenea atravesará el techo.

Se construirá allí de la siguiente manera:

� Para empalmar el ducto de la segunda hornilla con el ducto de la chimenea, se colocan

sobre la primera hilera de adobes o ladrillos cuatro piezas de alambre n.º 8 (puentear) y

luego se asientan los adobes o ladrillos, colocándolos de canto y entrelazados, hasta una

altura de 1,20 metros.

� En este nivel, se empalma el tubo metálico de 1,20 metros de longitud. Se procede a

asegurar el empalme mediante cuatro soportes de 35 centímetros de alambre número 8 y

se cubre con una mezcla de cemento, yeso o barro.

� Sobre el tubo metálico, se coloca la capucha protectora ajustando la abrazadera y dejando

un espacio de entre 5 y 8 centímetros, dependiendo de la intensidad del viento y de la

topografía de la zona.

2.6 Proceso de encendido

Para el adecuado proceso de encendido de la cocina mejorada, se deben usar rajas de leña

con dimensiones de aproximadamente de 3x 4x 30cm.de longitud.

El encendido de la cocina mejorada se realizará usando leña seca y observando los

siguientes pasos:

� Se colocan papel y astillas de madera junto con trozos delgados de leña, ubicándolos en el

fondo de la cámara de combustión, entrecruzados uno encima de otro y separados, para

permitir el flujo de aire.

� Se enciende el papel y rápidamente el fuego alcanzará las leñas más grandes,

� Luego de que la leña haya alcanzado la combustión adecuada, se irán incrementando o

retirando trozos de leña en forma gradual, de acuerdo con la potencia de fuego que requiera

el usuario.

� Todo este proceso se realizará por la puerta de la cámara de combustión.

� Una vez que la cocina mejorada entra en funcionamiento permanente, el proceso de

encendido es más fácil, gracias al calor residual que se mantiene en la cámara de

combustión.

� Hay que ir colocando el combustible de manera racional, de acuerdo con la intensidad de

fuego que se desee.

� Cuando se utilice solo una hornilla, se puede aprovechar la otra para hervir agua. Si no, hay

que mantenerla tapada con una lata, para que el humo se mantenga dirigiéndose hacia la

chimenea.

2.7.- Recomendaciones de uso y mantenimiento

� La chimenea se debe limpiar periódicamente. Lo recomendable es cada quince días.

� La limpieza consiste en retirar la capucha y operar con un palo largo, en cuyo extremo se

amarra un trapo a manera de hisopo.

� Se retirará la ceniza cuando se haya acumulado y esté obstruyendo el paso del aire por debajo

de la plataforma metálica.

� Se deben evitar los golpes fuertes en la cámara de combustión.

� No se deben arrojar desperdicios en las hornillas, sobre todo plásticos, porque su humo es

tóxico y muy dañino. Tampoco hay que tirar cáscaras de huevo, de cebolla, u otros, porque

obstruirían los conductos y/o las hornillas.

2.8 Recomendaciones en caso de deterioro de la los a de ferrocemento

Ante un posible deterioro de la losa de ferrocemento por el uso de la cocina mejorada, esta se

puede construir con materiales de la localidad. Para ello, se debe disponer de lo siguiente:

Materiales

� 5 kg de cemento

� 0,5 m de malla electrosoldada cuadrada de ½” calibre 23

� 5 latas de piedra de ¼”

� 5 latas de arena

Herramientas

� 1 encofrado de 85 cm x 50 cm x 3 cm

� 1 badilejo

� 1 alicate de corte

� 2 ollas para molde de hornillas

� Papel o plástico

Para la construcción de una losa de concreto, se tienen los siguientes pasos:

� Se coloca el encofrado sobre una superficie lisa y cubierta con plástico o papel, para que el

concreto no se adhiera al piso.

� Dentro del encofrado se colocan las ollas, así como un cartón en el caso de que se cuente con

ollas de base ovalada, para dar forma a los orificios de la losas. La distancia entre olla y olla

debe ser de 6 cm y las ollas deben quedar en el centro de la losa, con respecto a la longitud.

� Se vacía una capa de concreto y se coloca una armadura de malla electrosoldada, dejando

fraguar la losa por dos días. Para lograr un fraguado óptimo, se recomienda que las losas se

construyan por la mañana. Así, podrán fraguarse durante todo el día y no se rajarán por las

bajas temperaturas de la noche. Después de 18 horas de haber construido las losas, se

echará agua por un período de 6 horas. Por las noches se las debe cubrir con material

aislante hasta que terminen de fraguar.

� Se pule la superficie y después de una hora se retira la olla y se coloca la losa.

� Para hacerlo, se coloca una capa delgada de barro sobre las hornillas y se acomoda la losa

bien centrada con la cámara de combustión y las hornillas. Se realiza esta labor nivelando

constantemente.

� Una vez que la losa se ha instalado, se procede a calar las hornillas, que deben quedar 2

centímetros dentro de las losas.

CAPÍTULO III

PLANOS DE LA COCINA MEJORADA INKAWASI UK-GTZ

Certificación de Cocina Mejorada

CARACTERISTICAS DE LA COCINA EVALUADA

Cocina a leña, de dos hornillas, con estructura de albañilería de adobe asentado con barro, ó albañilería de ladrillo de arcilla asentado con mortero de cemento, ó ladrillo con mortero de barro, de 1,20 m de largo por 0,60 m de ancho y 0,70 m de altura.

Cámara de combustión compuesta por 7 piezas de arcilla refractaria, fabricadas artesanalmente; con dos entradas en el frente de la cocina: una para el suministro de leña, y la otra para la remoción de cenizas. El espacio entre la cámara de combustión y los muros de albañilería, está relleno conceniza.

Losa de concreto reforzado con

malla electrosoldada, de 0,50 m x0,85 m x 0,03 m.

Chimenea de dos tramos, primer tramo de albañilería de adobe o ladrillo, de 1,20 m de altura, y segundo tramo de tubo metálico, de 0,12 m de diámetro y 1,20 m de longitud.

“Año de la consolidación económica y social del Perú”

INFORME 0022-2010-VIVIENDA/SENCICO-09.00 LCM Ing. Carmen Kuroiwa Horiuchi: Gerente de Investigación y Normalización

Me es grato hacerle llegar mis más cordiales saludos y a la vez informarle que mediante expediente Nº 01501, pertenece al modelo de cocina denominada: Cocina Inkawasi Uk-GTZ, cámara de combustión de arcilla refractaria, propuesta por el Proyecto Energía Desarrollo y Vida EnDeV-GTZ, representado por su Coordinadora Nacional: Ana Isabel Moreno Morales, para dar cumplimiento del Reglamento para la Evaluación y Certificación de la Cocina Mejorada.

I.- DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL MODELO DE COCINA MEJORADA

La estructura básica de la cocina mejorada Incawasi Uk-GTZ, es de adobe asentado con junta de barro, se caracteriza porque cuenta con una cámara de combustión que consta de siete piezas la cual es producida en forma artesanal. Dicha cámara de combustión tiene, en la parte lateral de la cocina, dos entradas: la primera para el suministro de leña y la segunda, para la remoción de cenizas y la oxigenación de la zona de combustión. La cocina tiene las siguientes dimensiones: 60 centímetros de ancho, 120 centímetros de largo y 70 centímetros de alto. Las ollas se insertan en la losa de concreto, las hornillas y la chimenea están comunicadas a través de conductos. La chimenea de esta cocina tiene dos tramos: el primero hecho de adobe pequeño de 1.22m. de altura desde la base de la chimenea, y el segundo tramo es un tubo metálico de 12cm. de diámetro y 1.20m de longitud. En la parte superior se le ensambla un protector o capucha.

II.- RESULTADOS DE LA EVALUACION

- Concentración promedio de monóxido de carbono ( CO) : 8.93 ppm - Concentración promedio de material particulado (PM2.5) : 568.33 ug/m3 - Consumo especifico de combustible para ebullición de 5Lt de agua : 17 312 / 30 000 KJ - Tiempo máximo para ebullición de 5Lt de agua: 15 / 35 min. - Grado total de seguridad: 40 / 40 ptos.

(*) Valor promedio de concentración de CO (cocina de tres piedras) 153.12 ppm

(**) Valor promedio de concentración de PM2.5 (cocina de tres piedras) 31 666 µg/m3

Cuyos valores representan el 100% de la contaminación existente en el interior del ambiente para una cocina de tres piedras, marzo 2,010.

III.- CONCLUSIONES

- En la prueba referida a la eficiencia de la cocina se ha observado que la cocina en evaluación emplea el menor tiempo posible de ebullición logrando una eficiencia de 31% en el inicio frío de la cocina por lo cual cumple con los parámetros establecidos por el Reglamento de Evaluación y Certificación de Cocinas Mejoradas.

- En la prueba referida al aspecto de seguridad el modelo presentado ha sido sometida a los ensayos de temperaturas

superficiales, inclinación de la cocina, superficies bordes y zonas agudas, riesgos de volcamiento, afloramiento de llamas, obstáculos de manipuleo y probabilidades de lanzamiento de combustible, obteniendo resultados satisfactorios dentro de los valores permitidos por el Reglamento Nacional de Evaluación y Certificación de cocinas Mejoradas.

- En la prueba referida al aspecto de contaminación del ambiente (Polución Intradomiciliaria) el modelo evaluado reduce

hasta en un 94.17% la emisión de Monóxido de Carbono y de 98.21% de Material Particulado. Cuyos valores están dentro de los parámetros establecidos en el Reglamento de Evaluación y Validación de Cocinas Mejoradas.

Atentamente

___________________________ Ing° David P. Hinostroza Baldeon

Área Cocinas Mejoradas – SENCICO Los Olivos Lima, 26 de Marzo del 2010