comprender cómo se quema la leña, los detalles técnicos
Etapa 1: la evaporación de la humedad – también conocida como «getting the d@mn thing going»
si alguna vez ha intentado quemar madera húmeda o sin sazonar en su chimenea, sabrá lo frustrante que puede ser esta etapa., Recogiendo papel arrugado, encendiendo, un montón de ramas más pequeñas y algún tipo de acelerante para iniciar un fuego como ladrillos de arranque o encendedores (y nunca una lata de gasolina o diesel – en serio,) se golpea un fósforo (o probablemente más como 5 o 10 si somos honestos!) y se va!, Desafortunadamente, esa explosión inicial de llamas inducidas por petróleo generalmente se mueve a la etapa de «no hay humo sin fuego» donde cruzamos los dedos, soplamos hasta que estamos bizcos y esperamos desesperadamente que vaya a atrapar la luz, jugueteando constantemente con amortiguadores de chimenea y entradas de aire porque seamos sinceros: ¿realmente leímos esas instrucciones de la estufa? ¿En serio?? (Ok, solo soy yo.,)
de todos modos, si todo va bien, llegamos hasta la etapa de evaporación de la humedad de la combustión de madera, donde en lugar de producir calor, el calor se absorbe cuando el agua atrapada dentro de la madera se convierte en vapor y se elimina de la madera al ser hervida. Con mayor frecuencia los piromaníacos observadores entre nosotros habrán notado este fenómeno sucediendo en los extremos de las ramas más pequeñas donde el agua justo debajo de la corteza hierve y gotea humeando en el hogar., Para ser técnico, esta primera etapa de la combustión de madera se basa en conseguir que la temperatura de la madera hasta 212 grados Fahrenheit como el agua en la madera comienza a hervir, luego se evapora. Como explicamos en nuestra guía sobre calefacción eficiente de piscinas, la evaporación toma mucha energía , lo que va en contra del grano donde se quema madera para calentar, por lo que la primera regla de la quema de madera en estufas o chimeneas es; quemar madera seca! El contenido máximo de humedad debe considerarse alrededor del rango de 15-20%, por lo que al elegir leña, tenga en cuenta la humedad y el tipo de madera.,
a diferencia de la humedad en troncos empapados o sin sazonar, los gases volátiles son combustibles. Queman y liberan calor, que es lo que buscamos a menos que tengamos unos cuantos salmones colgando en la chimenea o que estén encendiendo al fumador. Por lo tanto, a medida que la temperatura de la superficie de la madera aumenta por encima de 212° F a aproximadamente 450° F, se liberan gases abundantes en creosota: dióxido de carbono, monóxido de carbono y ácidos acético y fórmico., Sin embargo, como estos gases generados en la primera etapa de combustión no se encienden hasta que toda la humedad se evapora y la temperatura de encendido es lo suficientemente caliente como para encenderlos, esto conduce a niveles elevados del tipo de emisiones que realmente no queremos disparar a la chimenea y el gas que pasa a las aves. Lo dijimos antes, pero lo vamos a decir de nuevo – ¿primera regla de la quema de leña? ¡Quema Madera Seca! (Ah, y la madera adecuada para la máxima producción de calor también, si desea obtener tostado.,)
una vez que este proceso de evaporación del exceso de humedad se completa y la temperatura en nuestra estufa o chimenea aumenta, conduce a la combustión de madera Etapa 2.
Etapa 2: la vaporización de compuestos de hidrocarburos, «combustión primaria» o la etapa «Sí, creo que está encendida»
en la Etapa 2 de la combustión de madera todavía no estamos en la fase de producción de calor (tal vez un poco), pero nos estamos acercando! En este punto, estamos por encima de quinientos grados y las temperaturas están en aumento. La estructura química de la madera comienza a descomponerse y comienza el proceso de pirólisis., La pirólisis «libera gases orgánicos y deja carbón rico en carbono». Este proceso también crea una mezcla de hidrocarburos en forma de gotas de alquitrán líquido y gases combustibles y excavar en esta parte es muy complejo. En este punto tenemos vapores de hidrocarburos, monóxido de carbono, metano, vapor de agua, dióxido de carbono y una buena mezcla de otros vapores. Este es un punto de inflexión importante para la eficiencia de la estufa de leña o chimenea a medida que las temperaturas continúan aumentando.,
después de que la humedad se expulsa de la madera y el calor eleva la temperatura de la madera por encima de 540 ° F, Se lleva a cabo la segunda etapa de combustión. Esta es la etapa de producción de calor. Se produce a dos niveles de temperatura diferentes: combustión primaria y secundaria.
combustión Primaria:
el proceso por el cual se liberan gases de la madera y se queman se llama combustión primaria. La combustión primaria comienza a aproximadamente 540 ° F, continúa hacia 900° F y resulta en la liberación de una gran cantidad de energía., La combustión primaria también libera grandes cantidades de gases combustibles no quemados, incluidos el metano y el metanol, así como más ácido, vapor de agua y dióxidos de carbono, que son el final potencial de «qué asco» de la ecuación.
combustión secundaria:
Tiempo para concentrar la gente, estos gases, llamados gases secundarios, contienen hasta el 60 por ciento del calor potencial en la madera, por lo que su combustión eficiente y optimizada es realmente importante para lograr una alta eficiencia de combustión general en una estufa o chimenea de leña., Los gases secundarios no se queman cerca de la madera debido a la falta de oxígeno (el oxígeno se consume en la combustión primaria) o a una temperatura insuficiente.
las condiciones necesarias para quemar gases secundarios son suficiente oxígeno y temperaturas de al menos 1100° F. El suministro de aire es un elemento crítico en el proceso de combustión aquí, por lo que el mantenimiento de quemadores de leña, chimeneas o estufas de leña de alta eficiencia es esencial, ya que las fugas de aire de sellos de puertas mal ajustados o comprimidos impiden un control preciso del aire., En pocas palabras, demasiado poco aire no soportará la combustión secundaria de gas y demasiado enfriará la temperatura hasta un punto donde esta combustión secundaria no puede ocurrir.
recuerde que el aire es aproximadamente 80 por ciento de gas inerte y, cuando se introduce en una estufa de leña, está muy por debajo de los 1100° F necesarios para sostener la combustión secundaria. Cuanto más aire se mezcle con los gases secundarios, mayor será la cantidad de calor absorbido por el nitrógeno y menor será la temperatura de la mezcla gas-aire secundaria.,
la combustión secundaria puede ocurrir y ocurre en estufas y chimeneas de leña de alta eficiencia que están diseñadas para cumplir o exceder los requisitos de la EPA para aire limpio, pero solo si la estufa se utiliza con Madera Curtida & secada correctamente, operada de una manera consistente con su diseño y está conectada a una tubería o pila de chimenea limpia y que funciona correctamente.,
Muchas personas no se dan cuenta de que la chimenea es el motor que impulsa la estufa (o chimenea) y que si la chimenea o la tubería de la estufa no se especifica y construye correctamente (dimensionada correctamente, tiene una altura adecuada o no tiene suficiente calor), entonces el proyecto será inadecuado y la mejor estufa del mundo será una decepción en el mejor de los casos, y posiblemente incluso un peligro en el peor. La combustión incompleta es un desperdicio y detiene el proceso en la producción de monóxido de carbono, que es subóptima, especialmente si la chimenea no está atrayendo lo suficiente y puede retroalimentar el CO en la casa., Una vez más, el equilibrio es todo en la combustión de madera, el calor y el oxígeno en armonía para crear una eficiencia de combustión óptima!
Etapa 3: ignición de Vapor de Gas & combustión-el efecto de «postcombustión» de la combustión secundaria
ahora que tenemos todos estos gases inflamables que se producen, para la máxima eficiencia de la quema de madera y la contaminación mínima, lo que necesitan ahora es el logro y la retención de la temperatura umbral mínima para que se produzca la combustión de vapor de gas. Debemos asumir que todos los componentes de lo que se llama «el triángulo de fuego» están presentes durante este proceso., La NFI afirma que entre 540 grados y 1.225 grados es donde finalmente tenemos la combustión completa!
en este ciclo de combustión, El carbono es el PRIMERO en reaccionar con oxígeno, produciendo monóxido de carbono potencialmente mortal, la mitad del calor producido por el fuego en este punto proviene de la quema de hidrocarburos gaseosos y el propio monóxido de carbono., Para que la combustión continúe, la temperatura debe permanecer típicamente por encima de los 1,100 grados, ¡pero puede alcanzar los 2,000 grados! Irónicamente, en esta etapa de la combustión, nuestro viejo amigo el agua también se produce a medida que las moléculas de hidrógeno y oxígeno se combinan con, en consecuencia, grandes cantidades de vapor de agua que se encuentran en los gases de combustión. Por lo tanto, es tan importante que el potencial de condensación de la chimenea se minimice y que los materiales de las tuberías de la estufa sean a prueba de herrumbre y resistentes a la corrosión para una larga vida útil.
Etapa 4: quema de carbón – el cálido y acogedor resplandor de las brasas-perfecto para smores!,
Esta es la última etapa de la combustión, ya que los tres primeros procesos han dejado carbono en el carbón como el único material combustible restante. Para que esto siga ardiendo, se necesita una temperatura superior a 950 grados para quemar este carbón rico en carbono, pero puede arder con poca o ninguna llama. Cuando usted nota el sonido y el calor de las brasas que brillan en el extremo de la cola de un fuego, es en realidad la quema de carbono en el carbón que es la base de la fundición de acero tradicional y la producción!,
para resumir las etapas de la combustión; el proceso de combustión de madera es complejo ya que diferentes troncos están en diferentes etapas durante la quema de un fuego, la conclusión es que después de haber seleccionado la madera correcta, entonces necesita controlar con precisión la temperatura de combustión y el nivel de oxígeno para optimizar el proceso de combustión.,
alternativamente, si el calor constante y confiable es el principal factor decisivo, considere elegir una estufa de pellets de madera de alta eficiencia y sin electricidad para una producción de calor máxima y un impacto ambiental mínimo, consulte aquí
