Nordica MacCarty de la Facultad de Ingeniería de OSU. Crédito: Karl Maasdam
Los investigadores de la Universidad Estatal de Oregon están obteniendo una comprensión más detallada de las emisiones de las estufas de madera y las tecnologías en desarrollo que permiten a las estufas operar mucho más limpia y segura, potencialmente limitando la contaminación por partículas en un 95%.
El trabajo tiene implicaciones clave para la salud humana, ya que las estufas de leña son una fuente líder de emisiones de PM2.5 en los Estados Unidos. PM2.5 se refiere a partículas finas con un diámetro de 2.5 micrómetros o más pequeños que pueden inhalarse profundamente en los pulmones e incluso ingresar al torrente sanguíneo. La exposición a PM2.5 es una causa conocida de enfermedad cardiovascular y está relacionado con el inicio y el empeoramiento de la enfermedad respiratoria.
A pesar de que un número relativamente pequeño de hogares usan estufas de madera, son la tercera fuente más grande de contaminación por partículas de los Estados Unidos, después de humo de incendios forestales y polvo agrícola, dijo Nordica MacCarty de la Facultad de Ingeniería de OSU.
La combustión de madera residencial, especialmente el uso de estufas ineficientes, también es una fuente significativa de otras emisiones dañinas que incluyen hidrocarburos aromáticos policíclicos, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, metano, benceno y formaldehído.
“La madera es un combustible asequible, local, renovable y bajo en carbono que debería ser una parte importante de la combinación de energía de los Estados Unidos, pero debe quemarse limpiamente para proteger de manera efectiva la salud”, dijo MacCarty.
“La gente generalmente piensa que la contaminación proviene de vehículos e industria, pero las estufas de madera doméstica son una fuente más grande: solo algunas estufas ahumadas pueden crear un efecto nocivo en la calidad del aire en toda una comunidad”.
MacCarty publicó un artículo en el Journal of the Air & Waste Management Association que muestra que el 70% de la contaminación emitida por las láminas de la estufa de madera ocurre en dos puntos de tiempo: cuando una estufa se enciende por primera vez y cuando se vuelve a cargar. El equipo de MacCarty obtuvo ese conocimiento al desarrollar una nueva técnica de monitoreo y desplegar equipos en una colección de casas de usuarios de madera en Rural Oregon.
Según la Agencia de Protección Ambiental, hay un estimado de 6.5 millones de estufas ineficientes en los EE. UU., La mayoría de ellos modelos que son anteriores a los estándares de quema de limpieza de la EPA. En total, hay aproximadamente 10 millones de estufas de leña en el país, o una por cada 35 personas.
“Muchas de las estufas más antiguas son esencialmente cajas de metal con chimeneas y no incorporan principios de ingeniería modernos para optimizar la transferencia de calor y la combustión”, dijo MacCarty, profesor de ingeniería humanitaria de Richard & Gretchen Evans y profesor asociado de ingeniería mecánica.
“No tienen catalizadores ni combustión secundaria para reducir las emisiones y reducir el riesgo de acumulación de creosota que puede causar incendios de chimenea”.
El grupo de MacCarty está desarrollando tecnologías automatizadas que inyectan aviones de aire primario y secundario en el incendio para proporcionar la cantidad justa de aire y mezclar en el momento correcto y colocar en el incendio. Los prototipos muestran una reducción del 95% en las emisiones de partículas en comparación con los modelos más antiguos, dijo.
La EPA ha estado reduciendo la tasa de emisiones PM2.5 permitidas regularmente desde la década de 1980. En 2015 fue de 4 gramos por hora para las estufas de madera de cordón, y cinco años después se redujo a 2.5 gramos por hora. La regulación está impulsando la innovación a medida que los fabricantes de estufas mejoran sus diseños para cumplir con los requisitos de certificación, dijo MacCarty.
Pero las estufas de madera funcionan de manera diferente en el laboratorio que en la vida real, señaló, y las estufas están certificadas en función de las pruebas de laboratorio, y a menudo diseñadas para pasar las pruebas, en lugar de operar bien en la casa de alguien.
“Es difícil medir las emisiones de la estufa de madera en el campo, por lo que ha habido relativamente pocos datos de rendimiento en uso disponibles en el pasado para guiar los diseños”, dijo MacCarty. “Nuestro estudio presenta un nuevo sistema que hace que la recopilación de datos de emisiones del mundo real sea más práctico”.
El proyecto incluyó a la estudiante de pregrado del estado de Oregon, Jonah Wald, y fue una colaboración entre OSU y el Centro de Investigación Aprovecho sin fines de lucro con sede en Cottage Grove, Oregon. Se basa en el trabajo continuo de OSU y Aprovecho en la combustión eficiente para cocinar con madera en el mundo en desarrollo.
Aproximadamente 2.700 millones de personas confían en incendios abiertos para cocinar, dijo MacCarty, y su equipo ha estado diseñando estufas de cocina eficientes para que los usen.
Más información: Samuel Bentson et al, mediciones in situ de emisiones y carga de combustible de estufas de madera de cordón no catalíticas en Rural Oregon, Journal of the Air & Waste Management Association (2025). Doi: 10.1080/10962247.2025.2483217
Proporcionado por la Universidad Estatal de Oregon
Cita: las nuevas tecnologías ayudan a las estufas de quemaduras de madera de manera más eficiente, producen menos humo (2025, 6 de junio) Recuperado el 6 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-technologies-wood-toves-eficiente.html
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