Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
DESEMPEÑO DE ESTUFA DE LEÑA TIPO ROCKET  
ROCKET WOOD STOVE PERFORMANCE  
1
2
3
Muñoz-Hernández Guillermo ; Cruz-Perez Walter Victorico ; Quijada-Escamilla Farid  
1
CIATEQ A. C. Querétaro, México. Correo: guillermo.munoz@ciateq.mx.  
2
CIATEQ A. C. Querétaro, México. Correo: walter.cruz@ciateq.mx.  
3
CIATEQ A. C. Querétaro, México. Correo: fquijada@ciateq.mx.  
Resumen  
En el presente documento se describe la evaluación del desempeño de una estufa de leña tipo  
rocket, diseñada para la región sureste de México. El propósito fue determinar el consumo de  
leña, tiempo de cocción y la eficiencia térmica. El estudio del desempeño fue realizado en dos  
etapas secuenciales, las cuales permitieron comprender el funcionamiento de la estufa rocket en  
función de cuatro variables respuesta que identifican el desempeño y tres factores en evaluación.  
Bajo la modalidad de estufa dúplex o del tipo plancha, el desempeño fue comparado con estufas  
implementadas y constituye una interesante opción para reducir consumo de leña, el tiempo de  
cocción y en definitiva mejorar la eficiencia térmica.  
Palabras clave: Eficiencia, Consumo, Cocción, Prueba.  
Abstract  
This document describes the performance evaluation of a rocket-type firewood stove designed  
for the southeastern region of Mexico. The purpose was to determine the firewood consumption,  
cooking time and thermal efficiency. The performance study was carried out in two sequential  
stages. Such stages allowed us to understand the operation of the rocket stove based on four  
response variables and three factors. Under the griddle-type stove, the performance was  
compared with implemented stoves and constitutes an interesting option to reduce firewood  
consumption, cooking time and ultimately improve thermal efficiency.  
Keywords: Efficiency, Consumption, Cooking, Testing.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 26 de mayo de 2025.  
Fecha de aceptación: 09 de septiembre de 2025.  
Fecha de publicación: 04 de diciembre de 2025.  
497  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
1
. Introducción  
que a nivel nacional alrededor de 12  
millones de personas aún están en  
este riesgo de intoxicación. Esto  
porque las personas utilizan leña o  
carbón para cocinar y no utilizan  
chimenea o ducto para sacar el  
humo producto de la combustión. Tal  
población es de 3,663,867 viviendas  
que usan leña o carbón y no tienen  
chimenea o ducto de salida de humo  
y representa el 75% de viviendas que  
usan leña o carbón para cocinar.  
Chiapas tiene el 80%, Oaxaca el  
A nivel mundial se estima que la  
quema de leña aporta hasta el 3% de  
las emisiones de bióxido de carbono,  
el 2 % de hollín, el 30 % de monóxido  
de carbono (InfraRural, 2023). Se  
atribuyen 4.3 millones de muertes al  
año a causa de enfermedades  
asociadas a la inhalación de gases  
contaminantes en interiores, siendo  
las mujeres, las niñas y los niños de  
comunidades rurales los más  
afectados (Figura 1). En México  
fallecieron alrededor de 4,000  
mujeres al año por EPOC  
89% y Guerrero 81% de viviendas  
que están en riesgo de intoxicación.  
Para atender la problemática, desde  
hace más de 30 años se han  
propuesto estufas de leña mejoradas  
que incluyen un ducto de salida de  
humo. Las estufas de leña  
constituyeron alternativas mejoradas  
respecto a los fogones abiertos,  
porque mostraron beneficios tanto  
para la salud como para la economía  
familiar y el ambiente (Díaz-Jiménez,  
Berrueta-Soriano y Masera-Cerutti,  
(
Enfermedades  
Respiratorias  
Obstructivas Crónicas), debido a la  
exposición a estos gases (InfraRural,  
2
023).  
Figura 1. Fogón abierto de leña  
SEMARNAT, 2010)  
(
2011). En México existieron dos  
programas ampliamente difundidos  
de estufas de leña fueron los del  
Proyecto PATSARI implementado  
por GIRA, A.C. y la estufa ONIL  
promovida por HELPS International,  
A.C. En este trabajo se desarrolló un  
Jaime, Moreno, Grunstein, Patiño,  
Illingworth, O’Neill y Lynen (2020)  
con datos del INEGI determinaron  
498  
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Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
diseño de la estufa tipo rocket  
tomando en cuenta las áreas de  
oportunidad derivadas de la revisión  
del estado de la técnica de las  
estufas ahorradoras de leña.  
entradas de aire y combustible, que  
favorece el control de la razón  
aire/combustible  
combustión  
para  
completa.  
constituye  
una  
Esta  
una  
implementación  
característica distintiva para alcanzar  
un máximo desempeño de la estufa  
aunado al uso de materiales  
aislantes eficientes y de costo  
competitivo. También se encontró  
que existen estufas de leña dúplex y  
de un único propósito, estas últimas  
pueden ser más eficientes por la  
reducción de área expuesta al  
ambiente.  
2
. Antecedentes  
2.1. Tecnologías de estufas de  
leña  
Una revisión internacional del  
desempeño de estufas de leña fue  
realizado por Muñoz-Hernández,  
Cruz-Pérez, Quijada-Escamilla  
y
Colín-Martínez (2024), donde se  
encontró que las estufas con  
Para una mejor identificación de la  
tecnología, la norma NMX-Q-001-  
NORMEX-2018 clasifica las estufas  
de leña en 4 tipos (Tabla 1). Aunque  
esta clasificación no incluye el  
criterio de costos, sí refleja un nivel  
procesos  
de  
gasificación  
presentaron el mejor desempeño,  
tanto en eficiencia térmica como en  
emisiones de monóxido de carbono  
y partículas contaminantes. También  
fue evidente que la estufa rocket  
permite la separación de las  
tecnológico  
que  
puede  
estar  
asociado a los precios de adquisición  
de cada estufa.  
Tabla 1. Tipos de estufas según la norma NMX-Q-001-NORMEX-2018  
Es aquella que se construye en el lugar donde  
será utilizada que normalmente está  
Estufa de construcción in construida con algunos materiales propios de la  
y
Tipo 1  
situ.  
región como lo es barro, arena, ladrillo, cemento,  
etc. Como ejemplo la estufa Lorena, Chefina,  
Patsari fija, etc.  
Es aquella cuya estructura principal está hecha  
a
base de piezas prefabricadas que se  
Estufa de ensamble con ensamblan en sitio, con materiales que pueden  
Tipo 2  
Tipo 3  
piezas prefabricadas.  
ser resistentes a altas temperaturas. Se puede  
mencionar la estufa Onil, Mexalit, Tezulutlán,  
Enerchia, Xalpaneca etc.  
Estufa  
ensamblada  
de Es aquella que se instala en sitio para su uso  
499  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
fábrica.  
inmediato, con materiales resistentes a altas  
temperaturas. Ejemplo la Ecostufa, Patsari  
metálica, Tuya, coreana Liagga, etc.  
Estufa que funciona con leña fabricada con  
cualquier innovación tecnológica, distinta a las  
descritas en el tipo 1, 2 y 3. Quizás este tipo sea  
de mayor costo como la Turbococina y la estufa  
con generación eléctrica de African Clean  
Energy.  
Estufa  
cualquier  
tecnológica.  
fabricada con  
innovación  
Tipo 4  
(García-Ochoa y Graizbord, 2016).  
2.2. Necesidades  
de  
los  
En base a esto, se definieron las  
especificaciones de un prototipo de  
estufa de leña tipo rocket para  
usuarios de la región Sureste de  
usuarios  
Conforme los datos del INEGI Jaime  
et al., (2020) determinó que el uso de  
leña como combustible en México,  
se concentra hacia el sureste de  
México, principalmente en los  
estados de Chiapas, Oaxaca,  
México  
(Tabla  
2).  
Estas  
especificaciones fueron el resultado  
de la revisión del estado de la técnica  
para identificar las áreas de  
oportunidad en estufas ahorradoras  
de leña, y la información de  
profesionales en el sector.  
Veracruz  
y
Guerrero.  
Adicionalmente, Chiapas, Oaxaca y  
Guerrero son los estados con mayor  
índice de pobreza energética  
Tabla 2. Listado de especificaciones de estufa de leña  
1
.
La estufa debe ser doble propósito (Dúplex o tipo plancha) para la elaboración de tortillas  
y cocción de alimentos en ollas en tamaños estandarizados.  
2
.
La estufa debe incluir chimenea para la salida de los gases de combustión hacia el  
exterior de la cocina.  
3
1
1
4
.
El tamaño de la entrada a la hornilla debe ser no menor que la sección rectangular de  
5.24 x 20.32 cm o capacidad de ingreso de al menos 3 leños de un diámetro aproximado de  
0 cm de sección y una longitud máxima de 56 cm.  
.
La estufa se pueda desarmar y armar por los usuarios, para cambios de lugar y evitar  
abandono.  
5
.
.
El mantenimiento de la estufa deberá realizarse por los mismos usuarios  
6
-
La estufa debe incluir materiales preferentemente de la región del usuario.  
Separación de las entradas de aire y combustible para favorecer el control de la razón  
aire/combustible para combustión completa. Control de la razón de exceso de aire entre 1.5 a  
2
-
.
Precalentamiento de aire y combustible.  
-
Uso de caja de secado de leña desde calor residual y parrilla secundaria para favorecer  
encendido inicial de la estufa.  
-
-
Diseño de parrilla para facilitar entrada de aire para combustión completa.  
Diseño modular de los componentes de la estufa para adaptaciones hacia horno de pan,  
lámpara y para confort o calefacción.  
500  
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Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
celulosa y el oxígeno (Ecuación 1)  
Marquina-Zabalza, 2019):  
Bajo  
la  
definición  
de  
las  
(
especificaciones de la estufa de  
leña, se pudo identificar que las  
primeras seis pueden ser cubiertas  
con las estufas mejoradas, las  
cuales corresponden a los tipos 1 a 3  
de la clasificación de la norma NMX-  
Q-001-NORMEX-2018. El resto de  
las especificaciones corresponden al  
tipo 4. En los requisitos, la base de  
un buen desempeño resalta la  
combustión completa, la cual todo el  
1
6 10  
kg (C H O  
5
) + 1.19 kg O  1.63  
2
kg CO  
2
+ 0.56 kg H  
2
O
El aire no solo lo constituye el  
oxígeno, por lo que cada kilogramo  
de oxígeno implica proporcionar 4.32  
kg de aire. En consecuencia,  
considerando la madera como  
celulosa, desde la Ecuación 1 por  
cada kilogramo de celulosa, se  
deberá proporcionar 1.19 * 4.32 =  
carbono  
de  
un  
combustible  
5
.14 kg de aire en su relación  
reacciona con el oxígeno del  
comburente para dar dióxido de  
carbono. La reacción es similar a la  
de la combustión perfecta, con la  
diferencia que, para que ocurra, es  
necesario agregar una mayor  
cantidad de oxígeno que la requerida  
estequiométrica. Para determinar el  
exceso de aire que se aporta a la  
combustión se utiliza el coeficiente  
de exceso de aire n, que se define  
como la relación entre la cantidad de  
aire introducida y la cantidad de aire  
estequiométrico:  
de  
acuerdo  
con  
el  
cálculo  
estequiométrico. Dicha cantidad en  
exceso e, conduce a la oxidación  
total de todos los elementos que  
constituyen el combustible. El aire  
estequiométrico se determina desde  
la reacción simplificada de la  
n
=
Aire  
introducido  
/Aire  
estequiométrico  
Dependiendo  
del  
tipo  
de  
combustible, se recomienda un valor  
para el coeficiente de exceso de aire  
(n) entre 1.5 y 2, dado por la Tabla 3.  
Tabla 3. Coeficiente de exceso de aire (Marquina-Zabalza, 2019)  
Tipo de combustible  
Coeficiente de exceso de aire (n)  
Sólido  
Líquido  
Gaseoso  
de 1.5 a 2.0  
de 1.1 a 2.0  
de 1.0 a 1.1  
501  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
3. Materiales y métodos  
3.1. Unidad Experimental  
Los objetivos planteados para este  
experimento fueron:  
La separación de las entradas de  
aire-combustible  
precalentamiento,  
y
su  
es  
una  
Evaluar la propuesta de la  
cámara de combustión.  
característica disponible en la estufa  
rocket. En el diseño de la cámara de  
combustión bajo una combustión  
completa es necesario determinar el  
flujo de aire estequiométrico y su  
coeficiente n. Para estudiar y  
comprender la operación de la  
estufa, se identificaron dos caminos.  
Definir el suministro de entrada  
de aire de combustión: por aire  
forzado o por aspiración natural.  
Determinar los mejores valores  
de desempeño energético de la  
unidad experimental, a través de  
un  
diseño  
experimental  
El primero con el cálculo  
simulación del sistema  
o
exploratorio.  
de  
Identificar las anormalidades  
que se pudieran generar durante  
la operación de la unidad  
experimental.  
combustión y el segundo con un  
planteamiento experimental  
exploratorio. La unidad experimental  
se basó en dos diseños de patentes  
CN212057391  
y
CN218033241.  
3.1.1. Variables dependientes e  
independientes  
Estas patentes no tuvieron cobertura  
legal en México y la CN212057391  
pasó a dominio público el 24 de junio  
del 2024. De esta forma, el estudio  
experimental de la estufa tipo rocket  
tuvo dos etapas secuenciales: El  
estudio del desempeño de la unidad  
experimental, cuyo resultado llevó a  
un diseño de prototipo apto para  
cubrir las especificaciones de diseño  
de la Tabla 2.  
La eficiencia térmica (Et) como  
variable fue  
determinada por el calentamiento de  
l de agua desde la temperatura  
dependiente  
5
ambiente hasta la ebullición. Para  
esta subetapa se siguió el apartado  
9.19 de la norma NMX-Q-001-  
NORMEX-2017 donde se específica  
las actividades a seguir. Et se  
determinó  
desde  
la  
energía  
requerida por el agua mediante el  
calor específico (4.18 kJ/(kg °C)  
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Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
entre la energía aportada por la leña.  
La energía aportada por la leña fue  
gases y medida por un anemómetro  
Steren HER-440, con resolución de  
0.01 m/s. La medición se realizó en  
la salida de la cámara de combustión  
con área de sección transversal At =  
determinada  
desde  
el  
poder  
calorífico de referencia a 4.06  
kWh/kg (Marquina-Zabalza, 2019)  
por el consumo de combustible (CC)  
o consumo de leña. El CC fue  
determinado desde el peso inicial de  
los leños (Madera de encino), menos  
el peso al final después que se  
alcanzó la ebullición y se tomó en  
cuenta el peso de los residuos  
2
0.01806 m . Este registro fue  
realizado cuando la estufa no estuvo  
encendida y la entrada de aire por  
aspiración natural o entrada de aire  
primario fue cerrada (Figura 2a). La  
densidad del aire considerado fue de  
1.2 kg/m3. El segundo factor  
controlado en la estufa fue la  
cantidad de combustible, a través del  
número de leños que pueden ser  
introducidos en la entrada de leños  
(Figura 2a). Se utilizaron leños de 40  
± 5 cm de largo y 12 ± 3 cm2 de área  
transversal de madera de encino.  
Los ductos de entrada de aire y  
(carbón). La temperatura del agua de  
ebullición, así como las temperaturas  
en la cámara baja, cámara  
intermedia y cámara alta (Figura 2b),  
fueron medidas por termopares tipo  
K y registradas por un sistema de  
adquisición  
de  
datos  
portátil  
Omega® OM-SQ2040.  
combustible unidad  
de  
la  
Por el lado de las variables  
independientes o factores, el exceso  
de aire n fue un factor determinado  
desde el flujo de aire forzado de un  
ventilador de alimentación de 2.6 W.  
La definición del rango experimental  
fue realizada en la primera subetapa  
del protocolo de pruebas, al usar  
como criterio la ausencia de humo en  
la salida de los gases. La cantidad de  
aire proporcionada por el ventilador  
fue determinada desde la velocidad  
media del aire en la salida de los  
experimental son de acero  
y
precalientan tanto al aire como al  
combustible. El diseño experimental  
seleccionado es un diseño factorial  
exploratorio 22 (Gutiérrez-Pulido y  
De la Vara Salazar, 2008), con tres  
puntos al centro, para estimar el  
error experimental (Tabla 4 y Tabla  
5).  
503  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
Figura 2. Unidad experimental. a) Corte en sección b) Prueba de ebullición de 5 l de agua c)  
Prueba de combustión.  
Tabla 4. Diseño factorial  
Coeficiente  
de exceso de  
A: Flujo de  
aire (m/s)  
B: Cantidad de  
Combustible  
Eficiencia  
térmica (%)  
Tratamiento  
aire n  
1
2
3
4
5
6
7
-1  
+1  
-1  
+1  
0
-1  
-1  
+1  
+1  
0
0
0
0
0
Tabla 5. Equivalencia en los niveles de los factores  
Factor  
Nivel bajo (-1)  
Nivel intermedio (0)  
Nivel alto (+1)  
A: Velocidad media de  
(
0.5) [0.542]  
2
(0.9) [0.975]  
(1.3) [1.409)  
3
aire (m/s). Flujo [m /min]  
B: Cantidad de  
4
6
Combustible (Leños)  
Donde µ es la media general α  
efecto debido al i-ésimo nivel del  
factor A, β es el efecto del j-ésimo  
i
es el  
El modelo estadístico de efectos fijos  
es representado por la Ecuación 3  
j
(
Gutiérrez-Pulido y De la Vara  
Salazar, 2008):  
Y = µ + α + β  
nivel del factor B, (αβ)ij representa al  
efecto de la interacción AB y εijk (0,  
i
j
+ (αβ)ij + εijk  
2  
) es el error aleatorio que se  
504  
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Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
distribuye como una distribución de  
probabilidad normal con media cero  
y varianza 2.  
Bajo el aprendizaje obtenido desde  
la unidad experimental, se diseñó el  
primer prototipo dúplex (Figura 3). El  
prototipo incluyó paredes de material  
cerámico, estructura externa de  
acero, comal de acero, ducto de  
salida de humo y accesorios como la  
caja de secado de leña, para facilitar  
el encendido de la estufa.  
3.2. Prototipo de estufa rocket  
3.2.1. Prueba de eficiencia  
térmica.  
Figura 1. Prototipo de estufa rocket. a) Prototipo sin comal, b) Prototipo con comal  
no pudo ser determinado porque fue  
En el diseño del comal se realizó un  
dependiente de las condiciones de  
análisis CFD (Computational Fluid  
operación.  
Dynamics), para la definición  
geométrica del comal y transferencia  
de calor. Se eliminó la alimentación  
forzada de aire de la unidad  
experimental y se sustituyó por dos  
En relación con las variables  
independientes o factores, se tomó  
el primer factor como entrada de aire  
secundario, debido  
a
que la  
entradas de aire primario  
y
compuerta de entrada de aire  
primario se usó completamente  
abierta con ingreso de aire por  
aspiración natural. La compuerta de  
secundario, ambas entradas por  
aspiración natural. Bajo el diseño  
actual, la cantidad de aire ingresado  
505  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
entrada de aire secundario se usó a  
tres niveles: El nivel 1 corresponde a  
la compuerta cerrada, el nivel 2  
parcialmente abierta y el nivel 3  
abierta (Tabla 8). El segundo factor  
sigue siendo la cantidad de leños en  
se agregó la potencia media como  
variable respuesta que identifica la  
capacidad térmica de la estufa. Esta  
variable se determinó desde la  
energía aportada por el combustible  
durante el tiempo de la prueba o  
tiempo de ebullición del agua. La  
norma NMX-Q-001-NORMEX-2017  
fue consultada en sus apartados  
9.18 y 9.21 para la determinación de  
las variables respuesta. Para el  
registro de las temperaturas de  
ebullición, se usó el medidor de  
temperatura con una resolución de  
0.1 °C marca Cole Parmer y  
termopares tipo K.  
2, 3 y 4. Para considerar las  
diferentes condiciones de la madera,  
se agregó un tercer factor de estudio,  
la humedad de los leños en 7%, 12%  
y 17%. La humedad de equilibrio de  
la madera en las instalaciones fue de  
7%. Para el control de los niveles de  
humedad se adicionó agua en bolsa  
y se selló para su homogenización  
en al menos 3 días. La medición del  
nivel humedad fue realizado con el  
medidor digital con electrodos marca  
Hohxen, con resolución de 0.1%  
base húmeda (b.h.). El poder  
calorífico de la madera fue tomado  
desde la Tabla 6.  
No se pudo seguir fielmente la norma  
NMX-Q-001-NORMEX-2017, debido  
a la indefinición del nivel de potencia  
baja y alta, para el apartado 9.18 y  
únicamente se usó la cocción de  
tortillas, no de frijol en el apartado  
Tabla 6. Poder calorífico de la madera en  
9.21.  
función de la humedad  
Nivel de  
humedad de  
leños b.h.  
Poder Calorífico de  
leños (MacCarty y  
Ogle, 2010)  
Para la evaluación del desempeño  
de la estufa y debido a la presencia  
(
%)  
(kJ/kg de  
combustible)  
de  
curvatura  
en  
la  
región  
7
18,117  
17,302  
14,630  
experimental mostrado por la unidad  
experimental, se usó el diseño en  
superficie de respuesta de Box  
Behnken con 15 tratamientos a tres  
niveles de cada factor (Gutiérrez-  
Pulido y De la Vara Salazar, 2008),  
abarcando las condiciones factibles  
1
2
7
1
En  
cuanto  
a
las  
variables  
de la  
dependientes,  
además  
eficiencia térmica, el consumo de  
combustible y el tiempo de ebullición;  
506  
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Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
de operación hasta el momento  
identificadas (Tabla 7). Todos los  
tratamientos fueron aleatorizados y  
realizados  
con  
la  
estufa  
precalentada, con de 10 min  
después de encendida.  
Tabla 2. Diseño Experimental de Box Behnken (Gutiérrez-Pulido y De la Vara Salazar, 2008)  
Tiempo  
de  
ebullición  
del agua  
Potencia  
Media  
entregada por  
combustible  
Consumo  
de  
combustible  
Cantidad  
de Leños  
Entrada de  
aire  
Eficiencia  
Térmica  
Tratamiento  
Corrida  
Humedad  
(% b.h.)  
(
Posición  
de  
(
kg/5 lt  
(
Pieza)  
(Min)  
(kW)  
(%)  
agua)  
compuerta)  
4
8
9
1
2
2
4
2
4
2
4
2
4
3
3
3
3
3
3
3
1
12  
12  
12  
12  
7
1
3
3
2
2
2
2
1
3
1
3
2
2
2
3
1
1
1
1
1
3
5
4
2
0
4
5
6
7
7
17  
17  
7
8
1
9
6
10  
11  
12  
13  
14  
15  
7
1
1
17  
17  
12  
12  
12  
3
2
5
7
Tabla 3. Equivalencia en los niveles de los factores  
Factor  
Nivel bajo (-1)  
Nivel intermedio (0)  
Nivel alto (+1)  
A: Cantidad de leños  
B: Entrada de aire  
2
1
3
2
4
3
C: Humedad de leños  
7%  
12%  
17%  
(
Tratamiento 9, Tabla 12), se utilizó  
3
.2.2. Prueba  
de  
cocinado  
como único factor la cantidad de aire  
en aspiración natural de la entrada  
secundaria (Figura 3), a dos niveles  
controlado (PCC)  
En estufas dúplex, la prueba PCC  
fue realizada durante la elaboración  
(Tabla 9). El primer nivel de  
compuerta cerrada (1) con tres  
réplicas y el nivel (2) con la  
compuerta parcialmente abierta a 2  
réplicas.  
(
cocción) de tortillas (Figura 4). En  
esta prueba se consideraron dos  
variables respuesta el consumo de  
leña y el tiempo de elaboración de 1  
kg de tortillas. Con la intención de  
probar el prototipo en las mejores  
condiciones  
de  
eficiencia  
507  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
Figura 2. Prueba de elaboración de tortillas  
Tabla 4. Niveles de apertura de compuerta para aspiración natural en entrada de aire  
secundaria  
Nivel Bajo (1)  
Nivel Alto (2)  
Posición de Compuerta  
Cerrada  
Parcialmente abierta  
4
. Resultados y discusión  
un exceso de aire para poco  
combustible. El de mejor desempeño  
para eficiencia térmica fue el  
tratamiento 3, con un tiempo de  
ebullición de 21 min (Figura 6). Se  
puede notar alta temperatura del  
orden de 750°C para la cámara alta  
e intermedia.  
4.1. Unidad Experimental  
Después  
de  
aleatorizar  
los  
tratamientos se realizaron las  
corridas correspondientes. La Tabla  
10 muestra los resultados. La  
ebullición del agua en los  
tratamientos 1 y 2 no pudo ser  
obtenida con los 2 leños usados  
(Figura 5), debido  
a
que la  
temperatura del agua no se  
incrementó más allá de 51°C en 35  
min para el tratamiento 1 y 2. La  
temperatura de las cámaras no  
superó los 400°C, pues se observó  
508  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
Tabla 5. Resultados del diseño experimental factorial  
A:  
Flujo  
de  
aire  
B: Cantidad  
de  
Combustible  
Consumo de  
combustible  
(kg)  
Tiempo de  
ebullición  
(min)  
Eficiencia  
térmica  
(%)  
Coeficiente  
de exceso  
de aire 풏  
Tratamiento  
Corrida  
(
m/s)  
-1  
+1  
-1  
+1  
0
1
2
3
4
5
6
7
1
7
6
5
2
3
4
-1  
-1  
+1  
+1  
0
1.4  
1.1  
1.505  
1.855  
1.55  
1.8  
-
-
2.38  
2.14  
6.72  
5.53  
5.81  
4.69  
4.18  
2.42  
9.38  
1.61  
3.23  
4.29  
3.58  
3.09  
21  
20  
32  
31  
29  
0
0
0
0
1.95  
Figura 3. Registros de temperatura en el agua y tres posiciones de la cámara de combustión  
del tratamiento 2  
Figura 4. Registros de temperatura en el agua y tres posiciones de la cámara de combustión  
del tratamiento 3  
con baja alimentación de aire (0.5) y  
La eficiencia térmica, aunque sí se  
alta cantidad de leños (6), es decir el  
pudo determinar (en los tratamientos  
tratamiento 3 (Ecuación 4 y Figura  
1
y 2, con 2 leños), aparece con baja  
7).  
magnitud. Sin embargo, el modelo  
de regresión derivado desde el  
modelo estadístico con R2 = 92.24,  
indica que la máxima eficiencia  
térmica se encuentra en n = 1.61 ,  
Eficiencia Térmica (%) = 0.06 +  
0.29*A + 1.233*B - 0.297*A*B  
509  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
Figura 5. Respuesta dada en el modelo de regresión del diseño factorial 22.  
diferencial de temperatura y presión  
generada en la cámara de  
combustión. El ventilador no se usó  
y se selló su entrada de aire, pero se  
abrió la compuerta de aspiración  
natural (Ver Figura 2). Los resultados  
son mostrados en la Tabla 11 e  
indican que la alimentación forzada  
no es requerida en la estufa tipo  
rocket.  
La alimentación forzada de aire de  
hasta n = 4.29, no resultó en la mejor  
eficiencia, es decir el suministro de  
aire fue excesivo. La mejor eficiencia  
se obtuvo con poco suministro de  
aire (n  
=
1.61). Bajo esta  
se promovió la  
observación,  
realización de 2 pruebas adicionales,  
con aspiración natural de aire, es  
decir con la succión obtenida por el  
Tabla 6. Tratamientos adicionales en aspiración natural  
Corrida  
A: Flujo  
de aire  
B: Cantidad  
de  
Combustible  
Consumo de  
combustible  
(kg)  
Tiempo de  
ebullición  
(min)  
Eficiencia  
térmica (%)  
(
m/s)  
8
9
Natural  
Natural  
4
6
1.30  
1.55  
32.5  
23  
6.6  
6.3  
Figura 6. Registros de temperatura en el agua y tres posiciones de la cámara de combustión  
del tratamiento 8  
510  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
del orden de 0.618 kg y se logra para  
la posición cerrada de entrada de  
aire secundario (1), con 2 leños y  
humedad baja de 7%. Si los leños se  
encuentran en mayor humedad se  
incrementa el CC. Al consultar la  
4
.2. Prototipo de estufa rocket  
4.2.1. Eficiencia térmica  
Desde los resultados de la Tabla 12,  
el desempeño del prototipo de estufa  
puede ser determinado y comparado  
Tabla  
14  
de  
estufas  
ya  
con  
estufas  
de  
referencia  
implementadas, el consumo de  
combustible para la prueba de  
ebullición del agua fue de 1.002 kg,  
para la estufa Onil, pero para ebullir  
implementadas. Desde el análisis de  
la varianza (ANOVA) de la respuesta  
consumo de combustible (CC) en la  
Tabla 13, se observa que los efectos  
de A, B, B*B y A*B son significativos  
en un nivel de confianza del 90%. La  
ecuación de regresión (Ecuación 5)  
expresada en la Figura 9, ilustra que  
el menor consumo de combustible  
para la ebullición de 5 l de agua es  
3.5 l de agua (0.286 kg/l), es decir la  
estufa rocket presenta mejor  
desempeño (0.124 kg/l) o solo el  
43.1% del CC de la estufa Onil. Esto  
se puede verificar en el tratamiento 1  
y 9 de la Tabla 12, ambos de baja  
potencia.  
Tabla 7. Resultados del diseño experimental de Box Behnken(Gutiérrez-Pulido & De la Vara  
Salazar, 2008)  
(
Posición  
(Pieza)  
(%)  
(kg/5 lt)  
(Min)  
(kW)  
(%)  
compuerta)  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4
8
2
4
2
4
2
4
2
4
3
3
3
3
3
3
3
1
1
3
3
2
2
2
2
1
3
1
3
2
2
2
12  
12  
12  
12  
7
0.756  
1.189  
2.503  
1.276  
1.432  
1.264  
2.286  
1.123  
0.618  
1.04  
20  
18  
75  
18  
46  
19  
90  
13  
17  
25  
17  
24  
38  
38  
27  
10.9  
19.06  
9.62  
10.7  
6.7  
2.8  
6.3  
4.8  
6.0  
4.4  
8.3  
11.6  
7.1  
8.6  
7.6  
4.8  
4.0  
5.1  
9
13  
15  
14  
12  
10  
1
20.44  
9.4  
7
20.09  
6.19  
17  
17  
7
21.06  
10.98  
12.56  
16.53  
13.23  
13.45  
17.28  
15.13  
1
0
1
2
3
4
5
6
7
1
1
1
1
1
11  
3
17  
17  
12  
12  
12  
1.152  
1.302  
1.773  
2.277  
1.417  
2
5
7
511  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
Tabla 8. ANOVA de la respuesta consumo de combustible (CC)  
Fuente  
GL  
Adj SS  
Adj MS  
Valor F  
Valor P  
A
1
1
0.56445  
0.72360  
0.28464  
0.01055  
0.73048  
0.45112  
0.68890  
0.24751  
0.01850  
0.23599  
0.37345  
4.28217  
0.56445  
0.72360  
0.28464  
0.01055  
0.73048  
0.45112  
0.68890  
0.24751  
0.01850  
0.07866  
0.18673  
4.63  
5.94  
2.34  
0.09  
5.99  
3.70  
5.65  
2.03  
0.15  
0.42  
0.084  
0.059  
0.187  
0.780  
0.058  
0.112  
0.063  
0.213  
0.713  
0.759  
B
C
1
A*A  
1
B*B  
1
C*C  
1
A*B  
1
A*C  
1
B*C  
1
Falta de ajuste  
Error puro  
Total  
3
2
14  
CC (kg/5l) = - 6.35 + 0.84*A + 3.488*B+ 0.550*C+ 0.053*A*A - 0.445*B*B -  
0.01398*C*C - 0.415*A*B - 0.0498*A*C - 0.0136*B*C  
Figura 7. Consumo de combustible para evaporación de 5 l de agua, humedad en 7%  
Tabla 9. Prueba de 4 estufas de leña y fogón abierto (Cárdenas-González et al., 2009)  
Estufa Mejorada  
Prueba  
PCCT  
Descripción  
Tiempo (min)  
Citlalli  
38  
Mexalit  
Onil  
Patsari Fogón  
23.5  
27.6  
22.5  
19  
(
Prueba de Cocinado  
Controlado para la  
elaboración de  
tortillas)  
Consumo de  
la leña (kg)  
0.622  
0.799  
0.906  
0.830  
1.379  
PEA  
Tiempo (min)  
Consumo de  
la leña (kg)  
74  
43  
39  
34  
13  
(
Prueba de ebullición  
de Agua de 3.5 l)  
1
.533  
2.388  
1.002  
1.187  
0.774  
Solo se muestra la distribución  
normal en la Figura 10 para el  
consumo de combustible.  
La verificación de los supuestos de  
distribución normal del error, la  
varianza constante e independencia  
de la varianza fueron verificados.  
512  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
Figura 8. Verificación de normalidad en los residuos  
combinación corresponda  
a
la  
El tiempo de ebullición (Figura 11)  
máxima potencia registrada (Figura  
2) y corresponde al 70% del mejor  
presenta una superficie de respuesta  
muy similar al CC (Figura 9). El  
menor tiempo de ebullición de 13 min  
1
tiempo de ebullición del fogón (3.71  
min/l agua). En la variable de  
respuesta potencia media, solo la  
cantidad de leños presenta un efecto  
estadísticamente significativo (Valor-  
P de 0.001 al 95% de confianza).  
(2.6 min/l agua) fue obtenido en el  
tratamiento 8 (Tabla 12) y le  
corresponde a la mayor cantidad de  
leños (4), compuerta parcialmente  
abierta y 17% de humedad. Esta  
Figura 9. Tiempo de ebullición de 5 l de agua  
Figura 10. Potencia media entregada por el combustible en el tiempo de ebullición de 5 l de agua  
513  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
(
C*C) y la interacción A*B. Por  
En cuanto a la eficiencia térmica, el  
ANOVA muestra que con un nivel de  
confianza del 94% (Tabla 15), el  
efecto principal (B) de entrada de  
aire y el efecto cuadrático (B*B)  
tienen un efecto significativo en la  
eficiencia térmica. Así también el  
efecto cuadrático de la humedad  
jerarquía de los efectos, los tres  
factores A, B y C tienen efectos  
importantes en la respuesta de  
eficiencia térmica. El modelo de  
regresión (Ecuación 6) presenta un  
coeficiente de correlación aceptable  
R2 = 90.65.  
Tabla 10. Tabla del análisis de la varianza (ANOVA) para la eficiencia térmica  
Fuente  
A: Cantidad de leños  
G.L.  
1
Adj SS  
2.6450  
23.8050  
0.0450  
0.6801  
21.6385  
10.3078  
14.0625  
1.8225  
3.0625  
7.9667  
7.3200  
0.6467  
85.1773  
Adj MS  
2.6450  
23.8050  
0.0450  
0.6801  
21.6385  
10.3078  
14.0625  
1.8225  
3.0625  
1.5933  
2.4400  
0.3233  
Valor de F  
1.66  
Valor de P  
0.254  
0.012  
0.873  
0.542  
0.014  
0.052  
0.031  
0.334  
0.224  
B: Entrada de aire  
1
14.94  
0.03  
C: Humedad  
A*A  
1
1
0.43  
B*B  
1
13.58  
6.47  
C*C  
1
A*B  
1
8.83  
A*C  
1
1.14  
B*C  
1
1.92  
Error  
5
Falta de ajuste  
Pure Error  
Total  
3
7.55  
0.119  
2
14  
Eficiencia Térmica (%) = 42.3 - 2.22*A -  
más  
baja  
del  
7%.  
1
2
0
9.13*B - 2.374*C - 0.429*A*A +  
.421*B*B + 0.0668*C*C + 1.875*A*B +  
.135*A*C + 0.175*B*C  
Consecuentemente con la unidad  
experimental, también en el prototipo  
se observa que existe aún exceso de  
aire y puede estar presente en  
estufas de aspiración natural.  
La tendencia de mejor eficiencia  
térmica se muestra en la superficie  
de respuesta de la Figura 13 y Figura  
14. Esta tendencia es similar al  
consumo de combustible (CC), es  
decir la compuerta debe usarse en  
posición cerrada (1), el menor  
número de leños 2 y la humedad  
514  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
Figura 11. Superficie de respuesta de la eficiencia térmica para A y B, con C fijado en 7%.  
Figura 12. Superficie de respuesta de la eficiencia térmica para B y C, con A fijado en 2 leños  
es dúplex, fue reportada por Ruiz-  
Para una comparación objetiva en  
García (2018). Para esta prueba se  
eficiencia térmica, es necesario que  
usó como referencia el protocolo  
las comparaciones se realicen por un  
4.2.4 WBT-2014. La eficiencia  
laboratorio acreditado en la norma  
NMX-Q-001-NORMEX-2017  
térmica fue reportada con tres tipos  
de olla, área de olla en porcentaje del  
total del comal (A), BP y AP (Tabla  
o
ISO19867-1:2018 y la comparación  
sea entre estufas tipo plancha o  
dúplex. Sin embargo, por el estudio  
del desempeño inicial de la estufa  
rocket, esta comparación será  
realizada en el presente documento  
por datos de literatura. La eficiencia  
térmica de la estufa Patsari, la cual  
16). La mayor eficiencia del 38% es  
para el Comal-olla (A-100%) y se  
interpreta que el 100% indica que no  
existe área de disipación de calor en  
el comal fuera de la olla. Esta  
condición es inalcanzable para  
estufas dúplex, ya que el doble  
515  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
propósito implica que las ollas de  
cocción de alimentos no siempre  
abarcan toda la zona del comal. Para  
el caso de la estufa rocket, la  
proporción de áreas (olla/comal) es  
pequeño reportado del 22% de la  
estufa Patsari y donde se obtuvo el  
7% de eficiencia (Tabla 16). El  
tratamiento 9 de la estufa rocket  
registró 11.6% de eficiencia térmica.  
11.2%, aun menor que el valor más  
Tabla 11. Resultados de eficiencia térmica en a la estufa Patsari en tres tipos de ollas (Ruiz-  
García, 2018).  
Tipo de recipiente  
Parámetro  
TE-AP%  
TE-BP%  
TE-AP%  
TE-BP%  
TE-AP%  
TE-BP%  
TE-AP%  
TE-BP%  
TE-AP%  
TE-BP%  
TE-AP%  
TE-BP%  
Promedio (SD) (%)  
7(1)  
Ollas aluminio (A-22%)  
16(1)  
31(2)  
38(7)  
32(3)  
29(1)  
24(2)  
24(2)  
22(3)  
Comal-olla (A-100%)  
Comal-olla (A-70%)  
Comal-olla (A-40%)  
Mylar (A-22%)  
17(0)  
26(3)  
18(2)  
Mylar (A-60%)  
Nota: TE= eficiencia térmica, AP=alto poder, BP=bajo poder, material (Área en % respecto al total del comal).  
sobre el consumo de leña (Tabla 18)  
4.2.2. Prueba  
de  
cocinado  
y no necesita el acceso de aire  
secundario. Incluso, puede ser  
factible regular el acceso de aire  
primario. El valor obtenido de 0.653  
kg es comparable con el menor valor  
obtenido en el estudio de Cárdenas-  
Gonzales et al. 2009, donde la estufa  
Citlalli consumió 0.622 kg de leña, el  
resto de las estufas consumieron  
más combustible o leña por cada kg  
de tortillas.  
controlado (PCC)  
La Tabla 17 muestra los resultados  
de las variables respuesta, las  
cuales pueden ser comparadas con  
datos de referencia de la Tabla 14. El  
menor consumo de combustible  
obtenido en la estufa rocket fue de  
0
.56 kg de leña por kg de tortilla. En  
promedio de tres réplicas fue de  
.653 ± 0.08 kg de leña por kg de  
0
tortilla, con la compuerta cerrada de  
acceso de aire secundario. Esto  
indica que la posición cerrada o  
parcialmente abierta, no tiene un  
efecto estadísticamente significativo  
516  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
Tabla 12. Resultados de la Prueba de Cocinado controlado de tortillas  
kg  
kg  
kg  
min  
6
min  
min  
kW  
kW  
kW  
1
1
1
2
2
0.56  
0.7  
28.18  
30.2  
0.653 0.08  
7
6.7  
0.58  
29.5  
1.17  
0.7  
7
30.2  
0.74  
0.66  
11  
12  
20.31  
16.61  
0.700 0.06  
11.5  
0.71  
18.5  
2.62  
D.E. es la Desviación Estándar  
tiempo de elaboración fue de 6.7 ±  
.58 min y fue comparativamente  
La posición de la compuerta sí fue  
significativa en el tiempo de  
elaboración de tortillas al 95% de  
nivel de confianza (Tabla 19). Esto  
implica mayor sensibilidad por parte  
de la respuesta tiempo de  
elaboración de tortillas. El mejor  
0
más bajo que todas las estufas,  
incluido el menor valor del fogón de  
19 min (Tabla 14). Es decir, en la  
estufa rocket se elaboró un  
kilogramo de tortillas con un 35% del  
mejor tiempo del fogón.  
Tabla 13. ANOVA para respuesta consumo de combustible CC  
Fuente  
Posición Compuerta  
Error  
G.L.  
Adj SS  
0.002613  
0.016267  
0.018880  
Adj MS  
0.002613  
0.005422  
Valor F  
Valor P  
1
3
4
0.48  
0.537  
Total  
Tabla 14. ANOVA para respuesta Tiempo de elaboración de tortillas  
Fuente  
Posición_Compuerta  
Error  
G.L.  
Adj SS  
28.033  
1.167  
Adj MS  
28.0333  
0.3889  
Valor F  
Valor P  
1
3
4
72.09  
0.003  
Total  
29.200  
réplicas de tratamiento 1 o posición  
de compuerta 1. Cada registro de  
La Figura 15 presenta el registro de  
temperatura de la estufa para las tres  
517  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
temperatura fue realizado en un  
periodo de 10 s ó 0.1 Hz. La  
temperatura de la flama durante la  
prueba estuvo en el orden de 600 a  
indicador no fue usado en la prueba  
de la Figura 8, donde se presentan  
instantes de alta y baja temperatura  
de cámara alta o temperatura de  
flama. Estos registros altos o bajos  
de temperatura son el resultado de la  
alimentación no continua del  
combustible observados desde el  
indicador.  
630°C. La temperatura de la flama  
en cada réplica fue mantenido  
contante, debido a que se usaron las  
mejores condiciones de operación  
de a estufa y se tuvo un indicador de  
la temperatura de la flama. Este  
Figura 13. Registros de temperatura en los diferentes puntos de la estufa, para la posición de  
compuerta 1 o cerrada  
5
. Conclusiones  
En el estudio del desempeño del  
prototipo se usaron cuatro variables  
respuesta y tres factores o variables  
independientes. Los resultados  
mostraron que tanto la cantidad de  
combustible, el flujo de aire y la  
A través de la caracterización de la  
unidad experimental se pudo  
evidenciar que la alimentación en  
exceso de aire no solamente enfría  
la estufa, sino que reduce la  
eficiencia térmica de la estufa. Por lo  
tanto, la caracterización de cualquier  
prototipo de estufa rocket que  
incluya el suministro de aire debe ser  
una actividad imprescindible.  
humedad  
tienen  
efectos  
estadísticamente significativos en  
las variables respuesta: consumo de  
combustible (leña), tiempo de  
ebullición y eficiencia térmica. En la  
518  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (16) 2025. ISSN: 2737-6249  
Desempeño de estufa de leña tipo rocket.  
potencia media solo la cantidad de  
combustible fue significativa.  
cantidad de leños o cantidad de  
combustible alimentado a la cámara  
de combustión, en el tiempo de la  
prueba. Con las ecuaciones de  
regresión, se puede manejar los tres  
niveles de potencia requeridos por la  
norma ISO19867-1:2018.  
Bajo esta caracterización ahora es  
posible seleccionar las condiciones  
de operación más favorables para su  
desempeño. La compuerta debe  
usarse en posición cerrada (1), el  
menor número de leños (2) y la  
humedad más baja del combustible  
en 7%.  
Con las pruebas experimentales del  
prototipo de la estufa rocket se  
puede determinar que existe un  
ahorro considerable de combustible  
de leña para la cocción de alimentos  
en comparación con algunas estufas  
del mercado, lo que se traduce  
también en ahorro de combustible y  
tiempo de cocinado, así de manera  
En las comparaciones de consumo  
de combustible (CC) para ebullir 5 l  
de agua fue de 0.618 kg de leña, el  
43.1% del CC de la estufa Onil. En  
tiempo de ebullición también la  
estufa rocket mejoró el indicador con  
un tiempo del 70% respecto al mejor  
tiempo del fogón de 3.71 min/l agua.  
En cuanto a la eficiencia térmica, la  
comparación fue realizada con la  
estufa Patsari, la cual presentó una  
eficiencia térmica del 7% para una  
razón de áreas olla/comal del 32%.  
La estufa rocket en su relación más  
cercana de relación de áreas del  
también  
una  
reducción  
de  
contaminantes. Aunque en las  
pruebas se realizaron mediciones de  
CO, CO2 y PM2.5, tales registros  
serán analizados en trabajo futuro,  
debido a que la instrumentación  
disponible no permitió enlazar las  
señales con el sistema de  
adquisición de datos.  
1
1.2%, la eficiencia térmica fue del  
1.6%.  
El prototipo de estufa rocket aun  
presenta áreas de oportunidad para  
optimizar su desempeño como la  
1
La potencia media es una variable  
que se menciona en las normas de  
referencia, pero no se observa la  
definición de potencia alta, media y  
baja. Esta variable también fue  
estudiada y puede asociarse a la  
alimentación  
continua  
y
el  
aislamiento térmico en la cámara de  
combustión, pero ya ofrece un  
desempeño sobresaliente en su  
operación, esperando ofrecer una  
519  
Muñoz-Hernández et al. (2025)  
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