La presente invención se refiere a un sistema y método que comprenden el uso de un material poroso inerte dispuesto en la cercanía de un combustible sólido, al interior de un hogar de combustión, para mejorar el proceso de combustión de dicho combustible sólido.

Antecedentes

En la actualidad, uno de los combustibles más utilizados en sistemas de generación de calor, como estufas de calefacción u otro tipo de hornos, son los combustibles sólidos, como por ejemplo, biomasa, carbón u otros.

Por lo general, el amplio uso de los combustibles sólidos como medio combustible al interior de un hogar de combustión, se debe a que ellos son usualmente más económicos que los combustibles líquidos o gaseosos. Sin embargo, la gran desventaja de los combustibles sólidos radica en la baja eficiencia del proceso de combustión, que resulta en una mayor emisión de gases de escape y material particulado contaminantes en comparación con el uso de combustibles líquidos o gaseosos.

En este contexto, es común la necesidad de mejorar la eficiencia de los procesos de combustión para combustibles sólidos, que permitan reducir considerablemente la emisión de gases de escape y material particulado contaminantes contenientes en sistemas de combustión que empleen dicho tipo de combustibles.

Una de las maneras que existen para mejorar la eficiencia del proceso de combustión de combustibles sólidos es maximizar la entrega y utilización del poder calorífico de dicho combustible sólido (por ejemplo, de la leña). La aproximación común para lograr dicho efecto técnico es utilizar equipos especialmente diseñados para la combustión, operados según métodos adecuados al tipo de combustible. Por ejemplo, en los hogares de combustión es común el uso de materiales resistentes al calor y la implementación de diseños apropiados para el hogar, que permitan reducir las pérdidas hacia el exterior, manteniendo una alta temperatura y constante al interior del hogar.

Entre los diseños de hogares más utilizados se encuentran la implementación de controles apropiados de entrada de aire, que a menudo aumentan le eficiencia del proceso de combustión. Además, los hogares modernos incorporan paredes metálicas en sus caras laterales y disponen de un espacio entre la carcasa del hogar y los muros colindantes donde este se encuentra, por ejemplo la cara posterior de una estufa a leña, lo que permite la libre circulación de aire entre la estufa y los muros colindantes.

En el contexto de las estufas residenciales a leña, en el mercado existen diferentes tipos de estufas que utilizan leña como combustible, entre las cuales están: chimeneas, salamandras, estufas de combustión lenta y estufas de combustión lenta con doble cámara. Los diseños más utilizados comprenden una entrada de aire cerca del piso del inmueble, y una salida de aire cerca de la repisa de la estufa (ubicada en la parte superior de la puerta del hogar). Este diseño se traduce en una circulación convectiva de aire caliente, además del calor por radiación del hogar en sí. Sin embargo, la técnica de admisión de aire por la parte inferior del hogar, que da paso al ascenso de aire caliente a través del lecho del hogar, para luego escapar por los ductos de salida de la estufa, resulta ser ineficiente. En efecto, se ha descubierto que para calentar eficientemente, los gases combustibles liberados durante el proceso de combustión de la leña, o gases de combustión, deben ser mezclados con una gran cantidad de oxígeno a una temperatura mínima de 1100 ^Q C. Además, para una combustión completa de los gases combustibles liberados por la madera, se debe suministrar alrededor de un 80% más de la cantidad de aire necesitado para el combustible.

En este contexto, la conveniencia de tener un suministro de aire por sobre el lecho del hogar, que permita calentar los gases combustibles liberados durante el proceso de combustión, ha llevado a diseñar equipos de calefacción de “aire descendente”. Tales equipos fuerzan la circulación de los gases combustibles a través de estructuras internas dispuestas como “laberintos”, donde son mezclados con una corriente de aire caliente, logrando una combustión prácticamente completa, reduciendo los contaminantes en los gases de escape. En los equipos menos eficientes, estos gases combustibles escapan por la chimenea en la forma de gases de escape, o se depositan en el ducto en forma de hollín y/o creosota.

En los últimos años el desarrollo de nuevas tecnologías para mejorar la eficiencia de la combustión ha logrado grandes avances, como en el caso de la aplicación de medios porosos inertes. Por ejemplo, el documento de patente CL 2014-01778 utiliza una mezcla de medio poroso inerte (esferas de alúmina) con un combustible sólido (biomasa, carbón u otro) para la generación de gas de síntesis. Sin embargo, dicho documento no se focaliza en mejorar la eficiencia del proceso de combustión ni en la producción de calor, sino que solo busca generar gas de síntesis a partir de la gasificación del propio combustible sólido.

Otra solución de combustión que emplea materiales inertes se describe en el documento de patente US 10401023 B2. Dicho documento se refiere a un quemador que comprende una cámara de combustión con un material poroso mejorado con una composición catalítica de perovskita que recubre los poros del material poroso, produciéndose una combustión estable de una mezcla de gas natural y aire. Si bien dicho documento se refiere al uso de materiales porosos para estabilizar la combustión, no se refiere a la producción de calor, sino que solo busca aumentar la superficie de contacto entre la composición catalítica y la mezcla de gas natural y aire, utilizando para ello los poros del material inerte. Por lo tanto, resulta necesario contar con un sistema y método de combustión para mejorar la eficiencia del proceso de combustión de combustibles sólidos, disminuyendo las emisiones contaminantes de dicho tipo de combustibles sólidos. Descripción de la invención

La invención se refiere a un sistema y método de combustión para mejorar la eficiencia del proceso de combustión de combustibles sólidos.

En particular, el sistema de combustión de combustibles sólidos de la presente invención comprende: un hogar de combustión que contiene combustible sólido en su interior, en donde dicho combustible sólido es sometido a un proceso de combustión al interior del hogar de combustión; un medio poroso inerte dispuesto al interior de dicho hogar, en donde dicho medio poroso inerte está en la cercanía del combustible sólido; y medios de control de flujo dispuestos en el hogar de combustión.

Los medios de control de flujo se disponen para controlar la operación de al menos una entrada de aire y al menos una salida de gases de escape, dispuestas en el hogar. La entrada de aire está diseñada o configurada para inyectar aire de admisión hacia el interior del hogar. La salida de gases está diseñada o configurada para liberar gases de combustión no reaccionados hacia el exterior del hogar, en la forma de gases de escape, en donde dichos gases de combustión se generan por el proceso de combustión que ocurre al interior del hogar.

Los medios de control de flujo están diseñados o configurados para generar un flujo de aire de admisión y gases de combustión al interior del hogar de combustión, entre la al menos una entrada de aire y la al menos una salida de gases de escape. El flujo de aire de admisión y gases de combustión forma una premezcla de aire de admisión y gases de combustión al interior del hogar. Adicionalmente, los medios de control de flujo y el medio poroso inerte están configurados para hacer circular dicha premezcla a través del medio poroso inerte. En particular, la premezcla circula a través de los poros del medio poroso inerte, lo que provoca el precalentamiento del aire de admisión y la aceleración de la reacción de los gases de combustión dentro de dichos poros. Con ello, la premezcla circulante se combustiona al interior de los poros del medio poroso inerte.

En este punto es importante destacar que la presente invención no pretende describir con los componentes usuales de los sistemas de combustión de combustibles sólidos, como los medios de control de flujo de aire de admisión y gases de combustión, o el uso de doble cámaras y otros mecanismos actualmente implementados en distintos sistemas, como las estufas a leña que existen en la actualidad. En efecto, los elementos descritos son aquellos que tienen una directa participación en la obtención de las ventajas que propone la invención, asociadas al uso de medios porosos inertes en el proceso de combustión.

Por otra parte, el método de combustión de combustibles sólidos de la presente invención comprende las siguientes etapas: a) disponer combustible sólido y disponer un medio poroso inerte al interior de un hogar de combustión de un sistema de combustión de combustibles sólidos, en donde el medio poroso inerte se dispone en la cercanía del combustible sólido; b) inyectar aire de admisión hacia el interior del hogar de combustión, a través de al menos una entrada de aire dispuesta en el hogar de combustión, en donde la inyección de dicho aire de admisión es controlada por medios de control de flujo dispuestos en el hogar de combustión; c) encender el combustible sólido, sometiendo dicho combustible sólido a un proceso de combustión al interior del hogar de combustión; d) generar un flujo de aire de admisión y gases de combustión entre la al menos una entrada de aire y al menos una salida de gases de escape también dispuesta en el hogar de combustión, en donde dicho flujo de aire de admisión y gases de combustión es controlado por dichos medios de control de flujo, formándose una premezcla de aire de admisión y gases de combustión al interior del hogar de combustión; e) hacer circular la premezcla a través del medio poroso inerte, en particular, a través de los poros de dicho medio poroso inerte, para precalentar el aire de admisión y acelerar la reacción de los gases de combustión dentro de dichos poros, en donde la circulación de la premezcla es controlada por dichos medios de control de flujo y dicho medio poroso inerte, y en donde dicha premezcla se combustiona al interior de los poros del medio poroso inerte; y f) liberar gases de combustión no reaccionados hacia el exterior del hogar de combustión, en la forma de gases de escape, en donde la liberación de dichos gases de escape es controlada por dichos medios de control de flujo.

La disposición del medio poroso inerte en la cercanía del combustible sólido permite establecer un contacto térmico entre dicho medio poroso inerte y dicho combustible sólido, en donde por contacto térmico debe entenderse la ocurrencia de mecanismos de transferencia de calor entre el medio poroso inerte y el combustible sólido.

De acuerdo con una modalidad de la invención, la etapa de inyectar aire de admisión es controlada según la cantidad de aire deseada para el proceso de combustión, mediante el control de la al menos una entrada de aire. La cantidad de aire deseada para el proceso de combustión puede ser seleccionada de acuerdo a el estado del proceso de combustión al interior del hogar, ya sea mediante mediciones de temperatura al interior del hogar y/o gases de combustión hacia la al menos una salida. Preferentemente, la cantidad de aire que se inyecta al hogar depende del oxígeno requerido para las reacciones químicas involucradas en el proceso de combustión, buscando evitar la combustión imperfecta del combustible sólido.

Sin perjuicio de lo anterior, y en el entendido que el proceso de combustión usualmente implica una combustión imperfecta, evitando el exceso de aire que genera pérdidas calóricas, la etapa de inyectar aire de admisión y/o la etapa de liberar gases de escape son controladas según la circulación de premezcla deseada a través del medio poroso inerte, mediante el control de la al menos una entrada de aire y de la al menos una salida de gases de escape. En este sentido, la circulación de la premezcla a través de los poros del medio poroso inerte permite que los gases de combustión, generados como gases de la desvolatilización del combustible sólido, se mezclen con el aire de admisión, favoreciendo la formación de la premezcla y su combustión en el interior de los poros.

De acuerdo con una modalidad de la invención, la etapa de disponer el combustible sólido comprende disponer dos o más unidades sólidas que forman dicho combustible sólido. Las unidades sólidas pueden o no ser de diferentes dimensiones y pueden o no ser posicionadas de forma aleatoria al interior del hogar. De acuerdo con las distintas modalidades de la invención, el combustible sólido, y las unidades sólidas que lo forman, se seleccionan entre biomasa, carbón o una combinación de ambos. A modo de ejemplo, por biomasa debe entenderse: madera, en cualquiera de sus presentaciones, por ejemplo, leños, pellets, aserrín, etc.; residuos de trigo, paja, cáscaras de nueces, u otros materiales fibrosos naturales;

Además, la presente invención también considera como combustible sólido distintos tipos de carbón, independiente de su humedad, cantidad de ceniza y/o poder calorífico. Algunos tipos de carbón son el lignito, carbón sub-bituminoso, la hulla (grasa, semigrasa y/o seca), el carbón bituminoso, la antracita y el carbón coque, entre otros.

Otros combustibles sólidos que también pueden ser utilizados mediante la presente invención, además de la biomasa y el carbón, pueden ser la turba, desechos combustibles u otros combustibles sólidos naturales o artificiales.

De acuerdo con una modalidad de la invención, la etapa de disponer el medio poroso inerte al interior del hogar de combustión comprende disponer al menos una unidad porosa inerte al interior del hogar de combustión. Dicha al menos una unidad porosa inerte formando el medio poroso inerte. Alternativamente, el medio poroso inerte al interior del hogar de combustión comprende dos o más unidades porosas inertes, dichas dos o más unidades porosas inertes dispuestas al interior del hogar de combustión en diferentes posiciones. Modalidades preferentes de la invención comprenden disponer la o las unidades porosas inertes en contacto físico con el combustible sólido, en posiciones que maximicen y aseguren dicho contacto físico con el combustible sólido. El contacto físico entre el combustible sólido y el medio poroso inerte, que genera un contacto termo-físico, intensifica la transferencia de calor, por conducción principalmente, convección y radiación, y por ende el combustible sólido logra combustionarse a una mayor temperatura y de manera más eficiente.

A modo de ejemplo, una primera unidad porosa inerte se posiciona entre el combustible sólido y una pared lateral del hogar de combustión y una segunda unidad porosa inerte se posiciona entre el combustible sólido y otra pared lateral del hogar de combustión. De este modo, un hogar de combustión que tiene al menos cuatro paredes, dos paredes laterales, una pared posterior y una pared frontal, comprende unidades porosas inertes dispuestas al menos entre el combustible sólido y las paredes laterales del hogar. Alternativamente, una tercera unidad porosa inerte se posiciona entre el combustible sólido y una pared posterior del hogar de combustión. Esta ubicación lateral y posterior de las unidades porosas inertes permite disminuir la emisión de material particulado en un 50%, considerando la estufa sin medio poroso inerte como punto de comparación.

Si bien es posible agregar una cuarta unidad porosa inerte dispuesta entre el combustible sólido y la pared frontal del hogar, en los sistemas de combustión convencionales la pared frontal es también la puerta de acceso al interior del hogar, comprendiendo usualmente un cristal. Luego, el funcionamiento de la cuarta unidad porosa inerte dispuesta hacia dicha pared frontal se verá afectado por las operaciones de apertura/cierre de la puerta de acceso al hogar y/o por la mayor transferencia de calor que ocurre desde dicha pared frontal hacia el exterior del hogar.

En este contexto, la posición donde se coloca el medio poroso inerte en contacto con el combustible sólido no solo debe favorecer la generación de la premezcla y la combustión de la misma, como se logra con las posiciones laterales y posterior indicadas anteriormente, sino que también debe favorecer una limpieza óptima de las cenizas generadas posterior al proceso de combustión. Al respecto, si bien es también posible ubicar unidades porosas inertes hacia la pared superior del hogar, ello ha mostrado no ser tan efectivo ni funcional en comparación con las disipaciones hacia las paredes laterales y posterior. Por otra parte, respecto de la pared inferior del hogar, si bien es posible mejorar el proceso de combustión al usar dicha ubicación para unidades porosas inertes, ubicar una o más unidades porosas inertes bajo el combustible sólido impide una limpieza óptima de cenizas, saturándose los poros del medio poroso inerte con dicha ceniza y perdiéndose rápidamente las ventajas de usar el medio poroso inerte al interior del hogar.

En este punto es relevante destacar que cada unidad porosa inerte puede estar formada por uno o más elementos porosos inertes, dichos elementos usualmente presentados en la forma de discos con la apariencia de esponjas porosas. En este sentido, el medio poroso inerte puede ser de un material cerámico, y puede comprender una porosidad de al menos el 50% y una densidad de poros de al menos 20 ppi.

De acuerdo con una modalidad de la invención, se proporciona una unidad de adquisición de datos, para ejecutar una etapa de adquirir datos de operación del sistema de combustión.

En este contexto, la presente invención permite generar un proceso de combustión con la activa participación del medio poroso inerte, lo que intensifica los mecanismos de transferencia de calor (conducción, convección y radiación). Además, la activa participación del medio poroso inerte permite precalentar el aire requerido para el proceso de combustión y que los gases de combustión volátiles, producto de la desvolatilización del combustible sólido, se mezclen con el aire y reaccionen rápidamente al interior de los poros.

Breve descripción de las figuras

Como parte de la presente invención se presentan las siguientes figuras representativas de la misma, las que enseñan configuraciones preferentes de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada.

Las figuras 1a, 1 b y 1 c muestras vistas lateral derecha, frontal, y lateral izquierda de un esquema que representa el interior del hogar de combustión, de acuerdo con una modalidad de la invención.

La figura 2 es un esquema del proceso de combustión de la madera.

Descripción detallada de las figuras

Las figuras 1 a, 1 b y 1 c muestran vistas de un esquema representativo del hogar de combustión (10) de acuerdo con una modalidad de la invención. Las figuras 1 a y 1 c, que muestran las vistas laterales derecha e izquierda, respectivamente, permiten apreciar una disposición esquemática del combustible sólido (11 ) respecto del medio poroso inerte (12) al interior del hogar de combustión (10). Además, en dichas figuras se esquematiza la circulación de aire de admisión y gases de combustión (13), incluyendo la formación de la premezcla (14) que circula a través del medio poroso inerte (12), para su combustión dentro de los poros de dicho medio poroso inerte (12).

Por otra parte, las figuras 1 a y 1 c muestran también una placa interior (15) como medio de control de flujo, en este caso representado como una doble cámara, que permite dirigir la circulación del flujo de aire de admisión y gases de combustión hacia una salida (16), para la liberación de los gases de combustión no reaccionados, o gases de escape (17).

Por otra parte, la figura 1 b, que muestra la vista frontal del esquema del hogar de combustión (10), permite identificar cómo el combustible sólido (12) es rodeado, por el medio poroso inerte (12), representado por unidades porosas laterales primera y segunda (12', 12") y por una tercera unidad porosa inerte posterior (12"').

Debe entenderse que las figuras anteriores son esquemas representativos del hogar de combustión, buscando facilitar la visualización de los componentes del sistema de combustión que se reclama, y no mostrar una modalidad preferente de la disposición o diseño de dichos componentes.

Ejemplo de aplicación

A modo de ejemplo, se implementa la presente invención en un sistema de combustión que utiliza leña como combustible sólido. La leña no es un combustible homogéneo, como el petróleo o gas natural. En comparación a combustibles líquidos y gaseosos, en el proceso de combustión de la madera se identifican varias fases de reacción:

Secado de la madera:

Inicialmente la superficie exterior de leña recibe calor por radiación de las llamas, calentando el agua contenida en la madera por sobre su punto de evaporación. En este momento se inicia el proceso de secado, liberando la humedad en forma de vapor de agua. Este proceso de secado consume una fracción importante de la energía liberada en el proceso de combustión. Mientras mayor sea el contenido de agua inicial de la leña, una mayor cantidad de energía se consumirá en este proceso de secado y más lento se torna la primera etapa de calentamiento de la leña;

Gasificación y oxidación del material volátil:

Al calentarse la madera seca por encima del punto de ebullición del agua, se inicia la segunda fase de pirólisis con la liberación de la materia volátil o desvolatilización. En esta etapa, la leña comienza a humear. El humo es el resultado visible de la descomposición térmica de la madera y se compone principalmente de una nube de gotitas combustibles de gases e hidrocarburos (alquitrán). Éstos se oxidan sólo bajo altas temperaturas y si además existe presencia de suficiente oxígeno. Este proceso de combustión con liberación de calor produce llamas largas y brillantes, que son características de la combustión de la leña seca.

Si la materia volátil no se quema por completo al interior del fogón, se emitirán gases no quemados o gases de combustión, que condensarán sobre las paredes frías de los ductos de evacuación, formando los depósitos de creosota. También estos compuestos no quemados serán emitidos posteriormente como humo de color visible con una fuerte contaminación atmosférica en el área. El humo también representa una pérdida de eficiencia, porque contiene una gran parte de la energía presente en la madera.

Quemado del carbón residual:

Al liberarse completamente la materia volátil de la madera, permanece como producto residual el carbón sólido junto a la ceniza no combustible. Este compuesto sólido equivale al carbón de madera y se caracteriza por su combustión superficial con un resplandor rojo y llama muy pequeña generando una alta temperatura entre 600 y 1.000 [°C]. El carbón es un combustible limpio que se quema fácilmente con presencia de suficiente oxígeno sin generar humos, pero que sin embargo, genera monóxido de carbono (CO).

En la práctica, las tres fases de combustión de madera anteriormente descritas ocurren simultáneamente. Esto significa que los gases de la materia volátil pueden estar quemándose con largas llamas mientras que sobre la superficie del combustible el carbón se quema con el característico resplandor rojo y el agua en el centro de la leña se evapora lentamente. En la figura 2 se muestra un esquema de las tres fases de la combustión de la madera, ocurriendo simultáneamente.

Para lograr una combustión completa de los productos de la descomposición térmica de la madera se requieren las siguientes condiciones, que se resumen en la regla “3T's” conocida en el campo técnico de la combustión.

- Temperatura: La temperatura mínima que se requiere mantener al interior de un hogar para garantizar la combustión completa de los productos gaseosos debe ser lo más alta posible. En la literatura se indican valores promedios en la zona de combustión de mínimo 800 °C a máximo 1 .000 °C.

- Tiempo: Para lograr una combustión completa se debe garantizar un tiempo mínimo de residencia de los gases de combustión al interior del hogar. Por ejemplo, si se presentan temperaturas mayores a 900 °C, el tiempo de residencia mínimo debe superar los 0,5 segundos.

- Turbulencia: La última condición necesaria para asegurar una combustión óptima se relaciona con una intensa turbulencia requerida para mezclar el oxígeno con la materia volátil en combustión. Para intensificar este proceso de mezcla se acostumbra inyectar aire secundario precalentado directamente en la zona de combustión por encima de la cama de combustible.

Solamente si se cumple con estas tres reglas básicas de temperatura mínima, tiempo de residencia mínimo y alta turbulencia se puede generar las condiciones para realizar una combustión óptima de la leña con la mínima emisión de contaminantes. El desafío de un diseño óptimo de una estufa o una cocina es conjugar estas tres condiciones básicas permitiendo garantizar siempre una combustión completa, minimizando las emisiones de contaminantes. En especial se deberá considerar las características de humedad, densidad, tamaño y especie de madera para dimensionar correctamente el volumen y forma de la cámara de combustión. Sólo de esta forma se podrán lograr altas eficiencias y gases de escape limpios sin la presencia de humos visibles. Luego, con la aplicación del medio poroso inerte dentro de la estufa, se aumenta la temperatura del hogar de combustión, lo que produce una mejora en la combustión de la madera.

En función de lo anterior, y teniendo como ensayo base el proceso de combustión de leña sin medio poroso inerte, se procede a realizar dos ensayos de configuraciones de medios porosos inertes en el interior de un mismo hogar de combustión.

Ensayo 1

En este contexto, en el presente ensayo se dispuso un calefactor residencial equivalente al del ensayo base, y se preparó el combustible sólido a disponer dentro del hogar de combustión de dicho calefactor, en forma equivalente al ensayo base. Como el volumen útil del hogar o cámara de combustión del calefactor ensayado no excede los 0,02 m ³ , se dimensionaron 3 trozos de madera de eucalipto de un largo de 0,25 m, con ancho variable para lograr la masa requerida para el ensayo, según el volumen útil de la cámara de combustión, basándose en una densidad de carga volumétrica de 112±11 ,2 kg/m ³ .

A diferencia del ensayo base, se incorporó un medio poroso inerte de material Carburo de Silicio (SiC) en forma de disco de 200 mm de diámetro, 30 mm de espesor y porosidad del 82,5 %. Para este ejemplo, el disco de SiC se ubicó en forma horizontal en la pared inferior del hogar de combustión, con la carga de leña sobre dicho disco. Con esta configuración se espera que el disco genere un precalentamiento del aire primario que asciende por el calefactor y pasa a través del combustible, para mejorar la oxidación de la leña, disminuir el tiempo de evaporación de la humedad presente en la leña y disminuir el enfriamiento en la cámara de combustión causado por la entrada de aire frió; además de entregar calor mediante conducción y radiación al combustible. Ensayo 2

En el presente ensayo, a diferencia del ensayo 1 , se usaron dos semidiscos, preparados a partir de un disco de las mismas dimensiones que en el ejemplo 1 , los cuales fueron posicionados entre los leños de la carga de ensayo dentro de la cámara de combustión. Con esta configuración se espera que los semidiscos mediante conducción y radiación entreguen calor al combustible precalentando la mezcla aire-combustible, además de aportar calor a los gases de combustión que ascienden entre los espacios presentes entre un leño y otro.

Conclusiones

El calor entregado por la combustión de leña al ambiente mediante las paredes del calefactor fue notablemente mayor al usar el medio poroso inerte, llegando a un máximo de aproximadamente 1000 W, en comparación con el máximo de 500 W del calefactor sin medio poroso inerte, esto empleando máxima admisión de aire. Esto se debe al aumento de la temperatura promedio de la cámara de combustión al usar medio poroso inerte, lo que ocasiona un mayor flujo de calor por radiación y convección hacia el ambiente. El aumento de la temperatura de las paredes del calefactor se debe al fenómeno de transferencia de calor presente entre la reacción de la premezcla de aire-combustible y el medio poroso inerte, el cual genera un aumento de temperatura del medio poroso inerte producto del calor transferido desde la reacción de la premezcla de aire-combustible, logrando un aumento en la temperatura del hogar de combustión.

En este contexto, la configuración del ensayo 2 presenta un mejor comportamiento con respecto a la emisión de CO en comparación con la configuración del ensayo 1 . Esta diferencia se debe a la configuración de los medios porosos inertes en cada ensayo, dentro de la cámara de combustión, ya que en el ensayo 2 dicho medio poroso inerte cubre una mayor altura del hogar, ocasionando además una transferencia de calor por convección desde la reacción de la premezcla de aire-combustible al medio poroso, por lo que los gases de combustión al ascender y entrar en contacto con los semidiscos cerámicos aumentan su temperatura y se vuelven a quemar bajando la concentración de CO. Además, la configuración del ensayo 1 , con el medio poroso inerte bajo el combustible sólido, provoca que los poros se saturen al producirse la ceniza durante el proceso de combustión, dificultando la circulación de la premezcla de aire-combustible a través de dicho medio poroso inerte.

En este contexto, el ensayo base, que no utiliza medio poroso inerte, presenta un rendimiento térmico de 68,91 %, mientras que el ensayo 1 presenta un rendimiento del 81 , 41 % y el ensayo 2 presenta un rendimiento del 91 ,04 %. Luego, se demuestra que el uso de los medios porosos inertes mejora considerablemente el rendimiento térmico del calefactor a leña ensayado, así como también se demuestra que posicionar el medio poroso inerte hacia las paredes laterales del calefactor, entre el combustible sólido y dichas paredes, resulta ventajosa por sobre la posición del medio poroso inerte bajo el combustible sólido.