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Ecología

PROCESO DE COMBUSTIÓN DE LA LEÑA

 

La leña no es un combustible homogéneo como le petróleo o el gas natural, en comparación a los combustibles gaseosos o líquidos, el proceso de combustión de la madera es un proceso complejo donde se identifican varias fases de reacción:

 

SECADO DE LA LEÑA: 

 

Para que el combustible empiece a quemarse es necesario aplicar calor y elevar la temperatura del mismo hasta el punto de ignición (cada material según sus características tendrá una temperatura diferente de ignición espontánea) en presencia del oxígeno necesario para la combustión.

La madera se compone principalmente de carbono (celulosa) y al quemarse combinándose con el oxígeno produce el peligroso dióxido de carbono que es eliminado por la chimenea.

 

Cuando un trozo de madera alcanza el punto de ignición, este trozo de madera reacciona químicamente con el oxígeno liberando calor (en forma de radiación y gases calientes) y luz, y parte de ese calor que libera es aplicado a los trozos contiguos, alcanzando asimismo el punto de ignición y repitiendo el proceso extendiendo la llama lentamente.

 

La madera también tiene una proporción de agua, inicialmente la superficie exterior de la leña recibe calor por radiación de las llamas calentando el agua contenida en la madera por encima de 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 energía liberada en el proceso de combustión, mientras mayor sea el contenido de agua inicial, una mayor cantidad de energía se consumirá en este proceso de secado y mas lenta se torna la primera etapa de emisiones nocivas, en definitiva la diferencia entre “leña seca” y “leña verde” o recién cortada.

 

En caso de que la madera esté muy húmeda y la combustión no se produzca adecuadamente, en el humo tendremos, además de agua, presencia de alquitranes que tenderán a cumularse en las superficies frías como la chimenea. Si conseguimos una combustión casi perfecta no habrá material que pueda acumularse o se producirá en muy pequeñas cantidades.

 

Es muy recomendable guardar la leña del invierno siguiente en un lugar fresco y seco con ventilación al menos 12 meses antes de su uso.

 

GASIFICACIÓN Y OXIDACIÓN DE LA MATERIA 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. 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).

 

Estos se oxidan sólo bajo altas temperaturas y sí 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, que condensarán sobre las paredes frías de los ductos de evacuación, formando los depósitos de creosota. También estos componentes no quemados serán emitidos posteriormente como humo de color visible con una fuerte contaminación atmosférica en el área, el humo además 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 o ausencia de llama, generando una alta temperatura entre 600 y 1000 oC. El carbón es un combustible limpio que se quema fácilmente con presencia de suficiente oxígeno sin generar humos.

 

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.

 

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 de las 3 Ts conocida por los especialistas en combustión: temperatura (entre 600 y 1000 oC), tiempo (aprox. 5 segundos) y turbulencia (para asegurarnos que se mezclan bien los gases con el oxigeno).