Desde tiempos inmemoriales, la gente ha experimentado la quema de madera. Y desde entonces, la madera se ha utilizado como el principal tipo de combustible, que se utiliza para calentar varias habitaciones y cocinar alimentos. A pesar de la variedad de sustancias combustibles, la madera sigue siendo un combustible común en el siglo XXI debido a su bajo costo, disponibilidad y facilidad de manejo. Para su uso efectivo y seguro en estufas y chimeneas, es necesario tener cierta información sobre sus características físicas y químicas.
Factores que afectan la temperatura de combustión
La temperatura máxima de combustión de la madera depende de la especie y se puede alcanzar en las siguientes condiciones:
- contenido de humedad - no más del 20%;
- espacio cerrado utilizado para la combustión;
- disponibilidad de oxígeno en la cantidad requerida.
También es posible quemar leña fresca con un contenido de humedad de 40 a 60%, mientras:
- la leña cruda solo se enciende en una estufa bien caliente;
- disipación de calordisminuirá en un 20–40%;
- habrá un aumento en el consumo de leña, aproximadamente al doble;
- el hollín se asentará en las paredes de la estufa y la chimenea.
La eficiencia de la combustión se reducirá significativamente debido a la necesidad de aumentar la temperatura, lo que se traduce en la evaporación del agua y la quema del alquitrán de las maderas blandas. En condiciones ideales, el haya y el fresno tienen la temperatura de combustión más alta y el álamo la más baja. El haya, el alerce, el roble y el carpe son valiosas especies de madera y no se utilizan como combustible. En condiciones domésticas, los abedules y las coníferas se utilizan para quemar leña en las estufas, ya que dan la temperatura más alta durante la combustión.
¿Qué madera arde más?
Como ya se mencionó, la leña es uno de los combustibles más utilizados para calentar los hogares fuera de la ciudad. Teniendo en cuenta que toda la leña se quema a diferentes temperaturas, debe elegir las que son mejores. La condición principal para quemar leña es la presencia de oxígeno, y esto depende en gran medida del diseño de la estufa. Además, cada madera tiene su propia composición química y densidad. Cuanto más denso es el árbol, más calor se transfiere de él. ¿De particular importancia para la mayor transferencia de calor de la madera durante la combustión? además de la densidad y la presencia de oxígeno, tiene el contenido de humedad de la leña.
La madera seca se quema mejor y produce más calor que la madera húmeda. Por lo tanto, después de cortarlos, se colocan en pilas de leña y se secan bajo un dosel durante un año. Todos los que alguna vez han calentado una estufa con leña han notado que algunas de ellas se están quemando.brillante, liberando mucho calor, mientras que otros arden y calientan un poco la estufa. Resulta que todo depende de la producción de calor de la leña. Según este indicador, las especies más adecuadas para quemar en estufas son el abedul, el pino y el álamo temblón.
¿Qué se libera cuando se quema un árbol?
Cuando se quema madera, se produce humo, compuesto por partículas sólidas (hollín) y productos gaseosos de la combustión. Incluyen sustancias que se encuentran en la madera. Los productos que se liberan cuando se quema la madera consisten en nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, dióxido de azufre y monóxido de carbono, que pueden seguir quemándose.
Se estima que cada kilogramo de madera emite aproximadamente 800 g de productos gaseosos y 200 g de carbón durante la combustión. La composición de los productos de la combustión de la madera también depende de las condiciones en las que se produce este proceso. Puede ser:
- Incompleto: ocurre cuando no hay suficiente acceso al oxígeno. Como resultado de la combustión, se liberan sustancias que pueden volver a arder. Estos incluyen: hollín, monóxido de carbono y varios hidrocarburos.
- Completo: ocurre con suficiente acceso al oxígeno. Como resultado de la combustión, se forman productos (dióxido de carbono y dióxido de azufre, vapor de agua) que ya no pueden arder.
Descripción del proceso de combustión
Hay varias etapas en el proceso de quemar madera:
- Calentamiento: tiene lugar a una temperatura de al menos 150 grados centígrados y en presencia de una fuente de fuego externa.
- Encendido - la temperatura requerida es de 450 a 620 grados centígrados endependiendo de la humedad y densidad de la madera, así como de la forma y cantidad de leña.
- Combustión: consta de dos fases: ardiente y humeante. Durante algún tiempo, ambos tipos proceden simultáneamente. Después de que cesa la formación de gases, solo el carbón arde (arde sin llama).
- Fading - Ocurre cuando se corta el oxígeno o cuando se acaba el combustible.
La madera densa se quema más lentamente que la madera menos densa debido a su mayor conductividad térmica. Cuando se quema leña húmeda, se gasta mucho calor en la evaporación de la humedad, por lo que se queman más lentamente que la leña seca. ¿Quemar madera es un fenómeno físico o químico? Esta pregunta es de importancia práctica, y las condiciones para la máxima transferencia de calor y la duración de la combustión dependerán de su correcta interpretación. Por un lado, se trata de un fenómeno químico: cuando se quema la madera, se produce una reacción química y se forman nuevas sustancias: se liberan óxidos, calor y luz. Por otro lado, es físico: durante el proceso se produce un aumento de la energía cinética de las moléculas. Como resultado, resulta que el proceso de quemar madera es un fenómeno físico y químico complejo. Conocerlo lo ayudará a elegir la especie de madera adecuada para obtener una fuente de calor sostenible y a largo plazo.
Características del humo que se produce al encender un fuego
Al arrojar leña al fuego, aumenta la emisión de humo y monóxido de carbono - monóxido de carbono. Además, el humo aparece en varios colores:
- El blanco es un aerosol, que consiste en pequeñas gotas de agua y vapor de alquitrán, salemadera fría El humo tiene un olor específico a hollín. A medida que el tronco se calienta, se evapora, estalla en llamas y desaparece.
- Gris: proviene de leños al rojo vivo, pero no de leños y tizones ardientes. Se forma a alta temperatura a partir de aceites y resinas en ebullición y se condensa en una niebla. Sus partículas son mucho más pequeñas que las del humo blanco, y es más ligero y seco que este.
- Negro - alquitrán quemado, llamado hollín. Se forma durante la descomposición de hidrocarburos en una llama con oxidación insuficiente.
El humo de un incendio permanece en el cuerpo durante mucho tiempo y contiene una gran cantidad de sustancias nocivas. Esto debería ser recordado por todos los que aman sentarse junto al fuego.
Propiedades de la madera
Diferentes especies de árboles tienen las siguientes propiedades físicas:
- Color: influenciado por el clima y las especies de madera.
- Brillo: depende de cómo se desarrollen los rayos en forma de corazón.
- Textura - relacionado con la estructura de la madera.
- Humedad - la relación entre la humedad eliminada y la masa de madera en estado seco.
- Contracción e hinchamiento: el primero se obtiene como resultado de la evaporación de la humedad higroscópica, hinchamiento: absorción de agua y aumento de volumen.
- Densidad: aproximadamente la misma para todas las especies de árboles.
- Conductividad térmica: la capacidad de conducir el calor a través del espesor de la superficie depende de la densidad.
- Conductividad del sonido: caracterizada por la velocidad de propagación del sonido, depende de la ubicación de las fibras.
- Conductividad eléctrica - resistencia al pasocorriente eléctrica. Está influenciado por la raza, la temperatura, la humedad y la dirección de la fibra.
Antes de utilizar las materias primas de la madera para determinados fines, en primer lugar, se familiarizan con las propiedades de la madera y, solo después, pasa a la producción.
Ventajas y desventajas de la madera
La madera tiene las siguientes ventajas:
- excelente maquinabilidad;
- uñas ligeras;
- bien teñido, pulido, barnizado;
- tiene la capacidad de absorber sonidos;
- resistencia a los ácidos;
- alta capacidad de flexión.
Las desventajas de la madera incluyen:
- cambio de forma y tamaño debido a la contracción y la hinchazón;
- baja resistencia a la división;
- podriéndose;
- daños por insectos;
- disparar cuando no se siguen las reglas de seguridad.
Uso de la madera en diversos sectores de la economía
La madera se usa ampliamente en las siguientes industrias:
- madera contrachapada - chapa, madera contrachapada;
- carpintería - tableros de madera, fósforos, carpintería, muebles;
- tala - materias primas utilizadas en la industria química de la madera, bienes de consumo, leña de todo tipo;
- aserradero - madera diversa;
- productos químicos para la madera: alquitrán, carbón vegetal, ácido acético;
- pasta y papel - papel, cartón, pulpa;
- hidrólisis – levadura forrajera, alcoholetilo.
Conclusión
La madera es uno de los materiales más utilizados en el mundo. Se ha utilizado durante siglos en la construcción, la fabricación de muebles y la calefacción de locales residenciales. Las estructuras de madera se utilizan en todas las familias. La madera se utiliza cada vez más en diversas industrias. Las principales ventajas de este material son el respeto por el medio ambiente, alta resistencia, fácil procesamiento, la capacidad de utilizar residuos como combustible y otros fines.
