Leña: poder calorífico, comparación de especies, factores que influyen en la combustión

Hablando de muebles de todo tipo, casas en bușteni o en estructura de maderatableros de madera y resina epoxídicaPor ejemplo, para suelos, pisos, puertas, ventanas, etc., hemos olvidado uno de los usos más antiguos de la madera, el de la leña. Hasta hace poco, lo normal era quemar leña en estufas, hornos o pirotecnia. Mi abuela, por parte de padre, nunca cocinó con otra cosa que no fuera fuego de leña. Aunque la mayoría de la gente del pueblo había pasado a cocinar en un hornillo alimentado por una botella, al abuelo no le gustaba el sabor de la comida cocinada de esa manera. Así que la abuela cocinaba en un pirostove delante de la estufa sobre un fuego de leña. El sabor era realmente único. La gran alegría de nuestros nietos era rebuscar en las ollas. Cuando terminábamos de comer, estábamos todos sucios de hollín de las ollas, pero ¡qué más daba!

Volvamos a las propiedades combustibles de la madera. ¿Todas las especies arden igual? Si la madera es tan diferente de una especie a otra, e incluso dentro de un mismo árbol, ¿el calor es el mismo independientemente de la madera que arda? ¿Por qué a veces es difícil encender el fuego y por qué a veces echa mucho humo? ¿A qué temperatura se enciende la leña? ¿Cómo quemo la leña de forma eficiente? Seguro que muchos de vosotros os habéis hecho estas preguntas y muchas más, al igual que yo. Creo que hay formas mucho mejores de utilizar la madera que como leña, pero sigo apreciando la pizza hecha en un horno de leña y el fuego crepitando en la estufa en un día de invierno 🙂 .

¿Cuál es el poder calorífico de la madera?

Cuando la madera arde, produce energía. Experimentamos esta energía como la liberación de calor. La cantidad de calor que desprende la madera por combustión es su poder calorífico. Poder calorífico es la cantidad de calor liberada al quemar 1 kg de leña. Se mide en kcal/kg, kJ/kg o kWh/kg, con valores diferentes según la unidad de medida. El poder calorífico determina la eficacia con la que los distintos tipos de leña pueden calentar el espacio deseado.

El poder calorífico depende del contenido de humedad de la madera y es inversamente proporcional a éste. Esto significa que cuanto mayor sea el contenido de humedad de la madera, menor será su poder calorífico. La madera verde, recién cortada, desprende menos calor que la madera bien seca. El valor calorífico máximo se determina con un contenido de humedad 0% (valor calorífico absoluto). Dado que es casi imposible alcanzar este contenido de humedad en condiciones normales de almacenamiento de la leña, el contenido de humedad al que se hace referencia es 15%, que es el fijado de forma natural por la madera cuando se seca en el medio ambiente. No obstante, se recomienda mantener la leña en el interior, cerca de la estufa o chimenea, durante al menos 24 horas antes de colocarla sobre el fuego. La humedad disminuirá durante este tiempo y la madera arderá mejor y con mayor eficacia.

Poder calorífico - influenciado por la especie y la estructura interna de la madera

El poder calorífico de las especies de madera difiere de una especie a otra. En depende de:

1. contenido en celulosa y lignina. La lignina tiene un valor calorífico de 6000 kcal/kg y la celulosa y la hemicelulosa de 4150 kcal/kg. Esto significa que la leña con un mayor contenido de lignina (madera de resinoso) desprende más calor.
2. densidad - La densidad de la leña es muy importante. Cuanto más densa es la madera, mayor es su poder calorífico. De ahí las diferencias entre la base del tronco de un árbol -más densa, mayor poder calorífico- y la parte superior -más suelta, arde más rápido y desprende menos calor-.
3. Reducir el contenido de agua - Es muy importante saber cuánta agua tenía la madera en el momento de la tala porque, después del secado, el agua deja huecos, lo que da como resultado una madera más marchita. La madera que tiene una humedad de 35-40% cuando se sierra (p. ej. roble) será mucho más densa con un contenido de humedad de 15% que la madera que ha tenido un contenido de humedad de 60-65% (p. ej. plop, sauce).

A pesar de estas diferencias, no hay una gran diferencia en el poder calorífico de las especies en relación con la masa. No tanto como para considerar que un tipo de madera es una leña inútil, mientras que otro tipo de leña calentará su casa inmediatamente. La diferencia notable está en el contenido de humedad, la velocidad de combustión y la relación superficie/volumen, a los que nos referiremos dentro de un momento. Pero primero algunos ejemplos de valores caloríficos determinados con una humedad de 15%. No todas las fuentes dan los mismos valores, pero se aproximan bastante.

• Pino - 4000 kcal/kg
• Mólido - 3725 kcal/kg
• Garbanzos - 3700 kcal/kg
• Acacia - 3575 kcal/kg
• Fag - 3550 kcal/kg
• Cereza - 3550 kcal/kg
• Roble - 3450 kcal/kg
• Plop - 3200 kcal/kg

En los ejemplos anteriores, el poder calorífico de la madera en cuestión está relacionado con su masa. En cambio, si se relaciona con la unidad de volumen, la madera densa -roble, acacia, haya- tendrá el poder calorífico más elevado.

Inflamabilidad de la madera. Factores que influyen en la combustión

Relación entre superficie y volumen

La madera arde porque es inflamable. Para encenderse, necesita una fuente de fuego. Una madera con una densidad media y un contenido de humedad de 12-15% se inflama a 300ºC. La inflamabilidad de la madera aumenta en proporción directa a relación entre superficie y volumen. Por eso la madera fina, el serrín se enciende más rápido que un tronco. También en esta idea, la suspensión de polvo de madera en el aire puede ser una mezcla explosiva. La madera arde de fuera hacia dentro. Una madera más fina se encenderá más rápido y arderá rápidamente, mientras que una madera más gruesa arderá durante más tiempo.

Humedad

Humedad es otro factor que influye en la combustión. La madera húmeda arde más lentamente porque primero hay que eliminar el agua. El poder calorífico de la madera húmeda es menor porque parte de la energía se utiliza para evaporar el agua. Primero se libera agua libre y luego agua ligada de la estructura leñosa. El agua desaparece gradualmente a medida que el fuego avanza hacia el interior. Si se elimina rápidamente, se crean tensiones y la madera se agrieta, propagando las chispas. Cuanto más densa y dura es la madera, mayores son las tensiones, lo que aumenta la probabilidad de chispas.

Circulación de aire

La combustión de leña es un proceso oxidativo. Para mantenerse se necesita aire (especialmente oxígeno en el aire). Por eso, un fuego cubierto se apaga y cuando entra una fuente de aire, el fuego se calienta más (como cuando se abre una puerta o una ventana en una habitación en la que el fuego arde). Se ha determinado que se necesitan 0,6 kg de aire para quemar 1 kg de leña. Debido a la mayor cantidad de aire presente en las ollas grandes, las caducifolias arden mejor que las resinosasEsta última tiene vasos muy finos cerrados en los extremos (traqueidas). La madera con poros grandes arde mejor que la madera con poros pequeños. Pero la densidad de la madera también influye. Cuanto más densa es la madera, más difícil es encenderla y más lentamente arde, emitiendo calor durante más tiempo.

Qué especies arden con más eficacia

Las resinas arden más lentamente y desprenden más calor (debido a su mayor contenido en lignina). Otra razón por la que los árboles resinosos desprenden más calor es su contenido en resina, que se considera un auténtico combustible. Las frondosas jóvenes o menos densas arden más rápido y desprenden menos calor. A medida que aumenta su densidad, desprenderán más calor que un volumen similar de madera resinosa.

Quemar leña: para dar calor, protección y color.

Quemar leña para calentar o cocinar es en realidad combustión, ya que es total. Ya he escrito antes sobre la quema de madera, pero se trataba de la protección y la coloración. Los interesados en el método japonés Shou Sugi Ban para proteger la madera exterior o resaltar el diseño natural de la madera quemándola, pueden encontrar información aquí.

La combustión total de la leña al máximo rendimiento da lugar a agua, dióxido de carbono y cenizas. La ceniza representa entre 0,5 y 1% del volumen de leña seca. Si la leña está demasiado húmeda y es demasiado gruesa o el aire es insuficiente (tiro deficiente, la leña se ha dispuesto de tal manera que impide el flujo de aire), la combustión es incompleta y se producen gases peligrosos (monóxido de carbono, monóxido de nitrógeno) y humo. El humo es carbono (carbón vegetal) arrastrado por el aire o el vapor de agua antes de quemarse completamente y convertirse en dióxido de carbono.

El calor de la madera quemada no es seco porque durante el proceso se elimina agua, tanto la que contiene la madera como la procedente de la combustión total de la masa leñosa. Por eso, en las habitaciones con estufa o chimenea de leña, el calor es agradable y las fosas nasales no se sienten secas.

Residuos de madera: materia prima para combustibles

También es posible utilizar la madera como combustible sin quemar troncos de árboles, leña en general. Los residuos de la transformación -aserrín, polvo de madera- pueden procesarse y convertirse en fuente de energía. El resultado son briquetas o pellets utilizados para alimentar calderas y estufas de producción de calor. Últimamente, los pellets se han convertido en los favoritos porque son ligeros y 10 veces más pequeños que las briquetas y pueden transportarse neumáticamente a la zona de combustión.

Tanto las briquetas como los pellets se fabrican prensando residuos de madera en dispositivos especiales sin añadir cola. El encolado se debe al contenido de humedad de la madera. Por lo tanto, la madera debe tener un contenido de humedad entre 12 y 15%. Si es más húmeda, debe secarse previamente, ya que de lo contrario se deshará. Además, para un buen encolado, no debe haber corteza en la mezcla. Los procesos tecnológicos y las instalaciones son diferentes, ya que las briquetas se obtienen a menor presión que los pellets.

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