El combustible sin humo es un tipo de combustible sólido que no emite humo visible o emite cantidades mínimas durante la combustión . Estos tipos de combustible se utilizan allí donde está prohibido el uso de combustibles que producen humo, como el carbón y la madera cruda o húmeda.
Como resultado de la prohibición del humo y la contaminación en muchos lugares, los estudios han demostrado que la calidad general del aire mejoró y hubo menos muertes anuales relacionadas con el humo. [1] Los combustibles sin humo sirven como un reemplazo potencial de combustibles como el carbón , que producen humo durante la combustión . Ejemplos de combustibles sin humo son la antracita , el coque , el carbón vegetal y las pastillas de hexamina . Los combustibles carbonáceos libres de humo para uso doméstico se suministran normalmente en forma de briquetas estándar en forma de almohada .
El carbón se utilizó ampliamente para cocinar y calentar en el hogar durante el período victoriano y hasta principios de la década de 1950 en la mayoría de las zonas urbanas de Gran Bretaña. Sin embargo, los combustibles de carbón de baja calidad y las chimeneas mal diseñadas produjeron mucha contaminación local emitida por las chimeneas por humo y alquitrán, debido a la combustión parcial del carbón. Como resultado, el humo y los gases nocivos a menudo quedaban atrapados localmente cuando se producía una inversión climática . Esos gases y humo atrapados provocaron nieblas y smog que constituían un grave peligro para la salud, y también decoloraron la ropa y ennegrecieron el exterior de los edificios. Estos sopapes de guisantes (espesos como sopa de guisantes y reducían la visibilidad a sólo unos pocos metros) eran generalmente más frecuentes en las ciudades más grandes como Manchester , Birmingham y Londres . Gases tóxicos como el dióxido de azufre ( S O
2, producido por impurezas de azufre en el carbón) y óxidos de nitrógeno estaban presentes y representaban un peligro importante para la salud. ENTONCES
2Era especialmente inicuo ya que se oxida aún más en el aire para producir ácido sulfúrico altamente corrosivo .
En 1952, el Gran Smog de Londres mató directamente a un gran número de personas, con estimaciones que oscilan entre 4.000 y 12.000 víctimas, al exacerbar enfermedades pulmonares existentes como la bronquitis y trastornos respiratorios como el asma . También mató indirectamente al provocar muchos accidentes ferroviarios, viales y de peatones debido a una visibilidad de, a veces, sólo cinco metros. [2] La ropa estaba manchada por el hollín y, en general, descolorida por los gases sulfurosos. Para protegerse contra la repetición de esta tragedia, se aprobó la Ley de Aire Limpio de 1956 . Una de sus consecuencias fue el desarrollo de combustibles sin humo, diseñados específicamente para reducir la cantidad de humo nocivo producido y eliminar algunas impurezas como el azufre del carbón. Estos combustibles manufacturados también se queman a una temperatura más alta, siendo un combustible mejor y más eficiente para fuegos abiertos y estufas .
El carbón sin humo es más eficiente que un fuego de carbón convencional en interiores, porque la alta temperatura de trabajo se libera en la habitación en forma de radiación infrarroja , como se puede comprobar por el color rojo brillante de un fuego maduro. Los gases calientes producidos se pierden por la chimenea, reduciendo así la eficiencia, tal como ocurre con un fuego de carbón abierto. Los gases se componen principalmente de dióxido de carbono , monóxido de carbono y algo de vapor de agua . Con poco o nada de humo o compuestos volátiles similares, las chimeneas permanecen limpias por más tiempo y requieren limpieza con menos frecuencia. La principal reacción de combustión es:
En caso de suministro limitado de aire u oxígeno se puede formar monóxido de carbono tóxico:
El carbón vegetal, ya sea sin procesar o en forma de briquetas , se usa ampliamente para las parrillas al aire libre debido a su producción relativamente baja de humo y al intenso calor generado que cocina los alimentos con relativa rapidez. El poco humo que produce el carbón de leña puede impartir un sabor ahumado a los alimentos asados. El carbón vegetal, el té y la madera en bruto también se utilizan habitualmente en la fabricación de diversos productos ahumados como el salmón ahumado . El carbón vegetal se utiliza ampliamente en los países africanos [ se necesita un ejemplo ] para la cocina doméstica.
Los combustibles sin humo generalmente tienen un alto poder calorífico , siendo el de la antracita mayor que el de la madera seca por ejemplo, y muchas briquetas sin humo se fabrican a partir de este tipo de carbón. Así, la antracita tiene un poder calorífico de 32,5 MJ/kg, frente al de la madera seca , de unos 21 MJ/kg. El lignito o el lignito son aún peores, con un calor de combustión de sólo 15 MJ/kg, debido a la presencia de impurezas no combustibles. El carbón bituminoso tiene un valor inferior a la antracita, pero ni el lignito ni el carbón bituminoso no producen humo debido a su contenido de volátiles.
Los combustibles sin humo también tienen algunas desventajas. Normalmente pueden ser más difíciles de encender debido a la falta de volátiles presentes en combustibles como la antracita . Hay menos llamas debido a la reducción de los volátiles, pero generalmente hay un mayor contenido de cenizas. Se pueden producir finos y polvo por abrasión debido al movimiento mecánico, pero la cantidad es mínima en comparación con la producida por el carbón bituminoso. A veces se suministra húmedo, incluso en bolsas de plástico selladas, pero se seca fácilmente ya que la humedad es superficial. Hay un mayor costo para el usuario o consumidor debido a los costos de fabricación en masa, aunque la pérdida de químicos volátiles como el alquitrán de hulla puede compensar esos costos para el fabricante. Esos costos adicionales hacen que el combustible sea más caro que el carbón, pero el efecto es pequeño: aproximadamente un 30% más que el carbón a precios de 2020.
Dado que todos los combustibles sólidos son voluminosos y pesados, en el hogar es necesario llevarlos a la chimenea y almacenarlos en un lugar conveniente cerca de la casa, generalmente en un depósito de carbón .