El combustible sin humo es un tipo de combustible sólido que no emite humo visible o emite cantidades mínimas durante la combustión . Este tipo de combustible se utiliza en lugares donde está prohibido el uso de combustibles que producen humo, como el carbón y la madera húmeda o sin curar.
Como resultado de que muchos lugares prohibieran el humo y la contaminación, 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 posible reemplazo de combustibles como el carbón , que produce humo al quemarse . Algunos ejemplos de combustibles sin humo son la antracita , el coque , el carbón vegetal y las tabletas de combustible de hexamina . Los combustibles carbonosos sin humo para uso doméstico generalmente se suministran en forma de briquetas estándar con forma de almohada .
El carbón se utilizó ampliamente para cocinar y calentar los hogares durante el período victoriano y hasta principios de la década de 1950 en la mayoría de las áreas urbanas de Gran Bretaña. Sin embargo, los combustibles de carbón de baja calidad y las chimeneas mal diseñadas producían mucha contaminación local emitida por las chimeneas a causa del humo y el 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 . Estos gases y humo atrapados causaban nieblas y smogs que eran un grave peligro para la salud, y también decoloraban la ropa y ennegrecían el exterior de los edificios. Estas sopas de guisantes (espesas como una sopa de guisantes, reducían la visibilidad a solo unos pocos metros) eran generalmente más frecuentes en las ciudades más grandes, como Manchester , Birmingham y Londres . Los 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 riesgo significativo para la salud. S O
2Era especialmente inicuo porque se oxidaba aún más en el aire y producía ácido sulfúrico altamente corrosivo .
En 1952, la Gran Niebla de Londres mató directamente a un gran número de personas, con estimaciones que varían 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 causar muchos accidentes ferroviarios, de carretera y peatonales debido a la visibilidad de a veces solo cinco metros. [2] La ropa se manchó por el hollín y, en general, se decoloró 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 en el carbón. Estos combustibles fabricados también ardían a una temperatura más alta, siendo un combustible mejor y más eficiente para fuegos abiertos, así como para estufas .
El carbón sin humo es más eficiente que un fuego de carbón abierto convencional en interiores porque la alta temperatura de trabajo se libera en la habitación en forma de radiación infrarroja , como se puede juzgar por el color rojo brillante de un fuego maduro. Los gases calientes producidos se pierden por la chimenea, lo que reduce la eficiencia, al igual que en un fuego de carbón abierto. Los gases consisten principalmente en 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 durante más tiempo y requieren una limpieza con menos frecuencia. La principal reacción de combustión es:
En un suministro restringido de aire u oxígeno se puede formar monóxido de carbono tóxico:
El carbón, ya sea sin procesar o en briquetas moldeadas , se usa ampliamente para parrillas de barbacoa al aire libre debido a su producción relativamente baja de humo y al calor intenso que genera, que cocina los alimentos con relativa rapidez. El poco humo que produce el carbón de madera puede impartir un sabor ahumado a los alimentos asados. El carbón, el té y la madera cruda también se usan comúnmente en la fabricación de varios productos ahumados, como el salmón ahumado . El carbón se usa ampliamente en los países africanos [ ejemplo necesario ] para cocinar en casa.
Los combustibles sin humo tienen generalmente un alto poder calorífico , siendo el de la antracita superior al 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 en comparación con el de la madera seca , de unos 21 MJ/kg. El lignito o carbón pardo es aún peor, 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 al de la antracita, pero ni el lignito ni el carbón bituminoso son sin humo debido a su contenido de volátiles.
Los combustibles sin humo también tienen algunas desventajas. Por lo general, pueden ser más difíciles de encender debido a la falta de sustancias volátiles presentes en combustibles como la antracita . Hay menos llamas debido a la reducción de sustancias volátiles, pero un contenido de cenizas generalmente más alto. Se pueden producir partículas finas y polvo por la abrasión del movimiento mecánico, pero la cantidad es mínima en comparación con la que produce el carbón bituminoso. A veces se suministra húmedo, incluso en bolsas de plástico selladas, pero se seca fácilmente porque la humedad es superficial. Existe un mayor costo para el usuario o consumidor debido a los costos de fabricación en masa, aunque la pérdida de sustancias químicas 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 hasta la chimenea y almacenarlos en un lugar conveniente cerca de la casa, generalmente en una carbonera .