Definición de combustibles sólidos

1. Carbón. Desde el punto de vista económico, el carbón es el combustible más importante. Su clasificación más corriente es: a) antracítico: meta-antracita, antracita y semiantracita; b) bituminoso: poco volátil, de volatilidad media y muy volátil con la división, dentro de esta última categoría, de A, B y C; c) sub-bituminoso: lignito y carbón pardo. Esta clasificación se basa en los valores variables de humedad, carbono combinado o fijo y poder calorífico de los diferentes carbones. Véase Carbón.
   
   La antracita está formada principalmente por carbono libre, que alcanza hasta el 90 % del total de los componentes combustibles. Es más difícil de encender, pero produce un intenso calor localizado y arde con poca llama y sin humo (v. Antracita). Los carbones bituminosos y los lignitos predominan en el campo universal de los combustibles sólidos en cuanto a la extensión de los yacimientos y el tonelaje de producción y de consumo. Difieren mucho entre sí en edad geológica y en sus propiedades físicas y químicas, por lo que su clasificación se hace de acuerdo con el servicio a que se les destina; por ejemplo, carbón de gas, doméstico, para ferrocarriles y para la industria. Pero la propiedad esencial de todo combustible es su capacidad calorífica y es posible ampliar en gran manera la adaptabilidad de una clase determinada gracias a los avances conseguidos actualmente en el diseño de hornos; como consecuencia, han perdido su rigidez las líneas divisorias de las clasificaciones arbitrarias.
   
   
   Combustión de carbón.
   
   El carbón se puede quemar en parrillas, cargadas a mano o cargadas y alimentadas mecánicamente, o pulverizado en suspensión gaseosa. Cualquiera que sea el horno utilizado, los mejores resultados de caldeo se obtienen manteniendo uniforme la temperatura de combustión, lo que se consigue añadiendo frecuente o continuamente pequeñas cantidades de combustible. No se puede cumplir totalmente este requisito cuando la carga se hace a mano. Para cargar de este modo un horno pequeño, es aconsejable seguir las normas siguientes: a) empujar al fondo del hogar los carbones al rojo vivo con objeto de dejar un hueco o depresión en la parte delantera; b) llenar esta depresión con carbón bruto para que se precaliente y destile; c) disponer aberturas en la boca de carga a fin de que entre el aire necesario para la oxidación de los pesados Hidrocarburos que el carbón va destilando. De este modo, la mezcla de gas y aire pasará sobre los carbones al rojo de la parte posterior del hogar para efectuar la ignición y la combustión sin producir humo. Guando se han de cargar carbones blandos, es conveniente reducir la humedad del carbón que se va añadiendo, operación que se denomina «coquificación» y que es muy similar a la realizada en la forja de un herrero donde éste forma un pequeño volcán en torno al centro calentado al rojo.
   
   Pronto se reconocieron las evidentes desventajas de la caiga a mano. James Watt ideó en 1785 un mecanismo para empujar el carbón hacia el altar después de su aglomeración en la parte delantera de las parrillas. Con el tiempo se hicieron ulteriores progresos y actualmente se encuentran en el mercado cuatro tipos de cargadores: a) la parrilla inclinada de alimentación superior; b) la parrilla transportadora o de cadena; c) el hogar mecánico de alimentación inferior, y d) el cargador distribuidor. El cargador automático que se regula termostáticamente supone un importante adelanto en la calefacción doméstica. Véase Cargador automático.
   
   La combustión del carbón pulverizado implica en principio la inyección de combustible finamente pulverizado, a través de una válvula de mezcla de aire, en el interior de la cámara de combustión, donde arde en suspensión gaseosa. A pesar de que las llamas producidas por el carbón y el gas son iguales en apariencia, la combustión del polvo de carbón sigue las leyes de la combustión de sólidos. Sin embargo, se aplican también al carbón pulverizado algunas de las ventajas de que disfrutan los combustibles líquidos y gaseosos. Son las más importantes: la facilidad de carga, que elimina un equipo costoso y pesado; una gran precisión en la regulación de la premezcla de aire, que da como resultado un excelente rendimiento térmico; y la facilidad de controlar la combustión para satisfacer las condiciones variables de la carga de la caldera. El principal inconveniente reside en la dificultad de eliminar las cenizas. En algunos casos, la ceniza se adhiere rápidamente a los tubos de la caldera o sale por la chimenea flotando con los gases de la combustión con la consiguiente molestia para el vecindario. Sin embargo, estas dificultades no son insuperables como lo demuestra la aplicación con éxito del principio de pulverización a algunas de las mayores centrales generadoras de energía del mundo. En el campo industrial hace mucho tiempo que se emplea para alimentar los hornos de cemento pórtland y para calentar ciertos tipos de hornos metalúrgicos. En los dos últimos decenios se ha mejorado el diseño y funcionamiento de los hornos alimentados con carbón, lo que se ha traducido en un notable aumento en los rendimientos térmicos con la correspondiente economía en el consumo de combustible.
   
   
   Coque y carbón de madera.
   
   Son combustibles carbonizados que se obtienen calentando carbón y madera al rojo en un recipiente cerrado o retorta para que se desprendan los componentes volátiles. Véase Carbón vegetal; Coque; Destilación seca de la madera.
   
   La turba es materia vegetal descompuesta parcialmente, constituida por hierba, cañas y musgo de los pantanos. Se produce en éstos y en las ciénagas o en los lechos de lagos desecados en que la permanencia bajo el agua ha impedido la oxidación y destrucción completa de la materia orgánica muerta. En este sentido su origen es similar al de los carbones en las primeras etapas de su formación.
   
   El elevado índice de humedad de la turba (que alcanza un 90 % en algunos casos) supone un grave inconveniente para su utilización como combustible, aunque como tal se emplea mucho en los países bálticos y en otras regiones del N de Europa. Los principales productores europeos son Rusia, Dinamarca y Alemania. Prensada en forma de briqueta compacta, la turba es un excelente combustible que arde de modo parecido a la madera con llama larga y luminosa y poco humo. Deja poca ceniza y, con un 2 % de humedad, la briqueta tiene una potencia calorífica que se aproxima a los carbones de buena calidad, en algunos casos de 6400 cal/kg. Sin embargo, en los Estados Unidos se venden miles de toneladas destinadas al mejoramiento del suelo, abono de las plantas, mezclas con fertilizantes y como material de relleno. El costo relativamente alto que supone secar y aglutinar una sustancia de esta clase restringe indudablemente el mercado de la turba. No obstante, sus futuras posibilidades en las industrias químicas y del combustible son muy interesantes.
   
   La madera como combustible se limita al consumo local. En algunos lugares es el combustible permanente para usos domésticos e industriales, mientras que en otros es un lujo que limita su empleo a las chimeneas abiertas. La madera desempeña un papel ínfimo en la economía del combustible industrial; su empleo como tal se limita casi exclusivamente al serrín y viruta que se producen en la preparación de tablas. La madera que se ha estado secando al aire libre durante un año, contiene cerca de un 10 % de humedad. La potencia calorífica de la madera varía según sus clases: el pino, que contiene mucha resina, produce cerca de 4400 cal/kg, mientras que el cerezo, el roble, el álamo y el abedul, en orden descendente, tienen de 160 a 270 calorías menos.
   
   
   Combustibles preparados.
   
   Con este título se clasifican los combustibles para uso doméstico en forma de briqueta o los envasados en papel para que su manejo sea fácil y limpio. Donde se patentiza la necesidad de aglomerar el carbón en briquetas es en los lignitos, que, al perder su primitivo grado de humedad, se desmenuzan fácilmente. A causa de los costos de fabricación relativamente altos solamente puede rendir beneficio la aglomeración en briquetas para el consumo doméstico de los carbones más adecuados a este fin, cuya volatilidad es baja o que arden sin producir humo. El cisco y los desperdicios de cribado, altos en volatilidad, que producen mucho humo con los métodos de carga corrientes, hallan su mejor salida en las instalaciones industriales y de servicios públicos, en las que se dispone de equipos de carga especialmente proyectados.
   
   Las briquetas ovaladas, que pesan de 56 a 170 g, gozan de amplia popularidad y se distinguen por la sencillez de su fabricación. Se mezcla el mineral disgregado con alquitrán asfáltico molido o con pasta de almidón en concentraciones del 5 al 10 % y luego se procede a conformar la mezcla en prensas. El combustible envasado se prepara en bloques más o menos desmenuzares que se envuelven juntos para formar unos paquetes limpios y muy bien acoplados, cuyo peso es de 4 a 7 kg cada uno. En el estado en que salen al mercado ofrecen gran resistencia a la acción de la intemperie, no se rompen con facilidad y favorecen la limpieza.
   
   Para más información ver: combustible.

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