Un horno de colmena es un tipo de horno que se utiliza desde la Edad Media en Europa. [1] Recibe su nombre de su forma abovedada, que se asemeja a la de un skep , un tipo antiguo de colmena .
Su apogeo de popularidad se produjo en América y Europa hasta la Revolución Industrial, que vio la llegada de los hornos de gas y eléctricos. Los hornos de colmena eran comunes en los hogares y se utilizaban para hornear pasteles , tartas y carne . Estos hornos también se utilizaban en la industria, en aplicaciones como la fabricación de tejas y ollas y la conversión de carbón en coque .
Se utiliza una cámara de ladrillos refractarios con forma de cúpula. Normalmente tiene 4 metros (13 pies) de ancho y 2,5 metros (8 pies 2 pulgadas) de alto. El techo tiene un orificio para cargar el carbón u otra leña desde arriba. El orificio de descarga está dispuesto en la circunferencia de la parte inferior de la pared. En una batería de hornos de coque, se construyen varios hornos en fila con paredes comunes entre los hornos vecinos. Una batería constaba de una gran cantidad de hornos, a veces cientos de hornos, en fila. Algunas minas también empleaban baterías paralelas. [2]
Aunque el carbón fue el principal combustible de la revolución industrial, muy pocos carbones crudos son adecuados para fabricar hierro en altos hornos. Sin embargo, muchos carbones se pueden convertir en coque, una espuma mineral dura y altamente carbonosa muy adecuada para alimentar altos hornos, mediante la destilación de los componentes volátiles. [3] A principios de la década de 1900, solo en los EE. UU., había varios miles de hornos de coque de colmena utilizados para fabricar coque. Estos tenían típicamente alrededor de 3,6 metros (12 pies) de diámetro, emparejados espalda con espalda en bancos largos, encerrados detrás de un muro de contención alto del horno y bien cubiertos con tierra. Cada banco tenía una vía con rieles en el centro para el vagón que se usaba para cargar los hornos. Cada frente de banco tenía una plataforma a nivel del umbral de la puerta del horno para contener y enfriar el coque, sobre una vía de ferrocarril para enviarlo. [4]
Los hornos de coque de colmena eran procesadores por lotes. Con un horno caliente, el ciclo de coquización comienza añadiendo carbón desde arriba y nivelándolo para producir una capa uniforme de unos 60 a 90 centímetros (24 a 35 pulgadas) de profundidad. Luego se tapia y se sella la puerta, dejando solo un pequeño respiradero. A medida que el carbón de la superficie se calienta, sufre una destilación destructiva, que genera gases y vapores combustibles que pronto se encienden, proporcionando el calor para la destilación en curso. El calentamiento se regula limitando la cantidad de aire que entra por el respiradero de la puerta. El exceso de destilado escapa por la parte superior y se quema por encima del horno, produciendo espectáculos nocturnos espectaculares. La destilación se realiza de arriba a abajo. A medida que el carbón se calienta, se ablanda hasta convertirse en una masa alquitranada impregnada de burbujas de destilado en evolución, que le dan al coque su estructura celular característica. La mayor parte del carbono fijo se retiene en el coque, mientras que algunos de los gases volátiles se agrietan, depositando su carbono en la capa superior del coque, lo que da a los "extremos superiores" su preciado brillo metálico. La destilación completa se caracteriza por una producción de gas muy reducida, momento en el que se tapa el orificio superior hasta que se puede retirar el coque. Como el coque todavía está lo suficientemente caliente como para encenderse al exponerse al aire, se enfría en el horno introduciendo agua al mismo tiempo que se desbloqueó la puerta. Como el horno sigue demasiado caliente para entrar, el coque se rompe y se extrae con raspadores de mango largo. Lo ideal es que el siguiente ciclo comience inmediatamente después de extraer la carga anterior, para aprovechar al máximo el calor retenido en el horno. [4]
El tiempo del ciclo variaba con el carácter químico y físico del carbón crudo, en particular el porcentaje de volátiles, y con la profundidad inicial de una carga, la velocidad a la que se introduce el aire y la rapidez con la que se extrae el coque y se recarga. El tiempo de ciclo típico era de 48 horas para el coque de alto horno, hasta 72 horas para los coques de propósito especial. El tamaño y la finura uniformes del carbón crudo promovían una coquización uniforme y más rápida, por lo que la alimentación era generalmente material de partida tamizado del material de envío, complementado con material triturado. El azufre y el fósforo, los principales elementos contaminantes, se retienen en la coquización, por lo que era muy conveniente que el carbón se "lavara" antes de la coquización. Esto generalmente utilizaba técnicas de concentración basadas en la densidad para eliminar las piritas de hierro y la pizarra más pesadas. Dado que la exposición a la atmósfera reduce la tendencia de cualquier carbón a coquizarse, los hornos de coque tendían a construirse adyacentes a las plantas de tamizado. [3] [4]
Con cera de vela envuelta en papel, leña seca (ramitas, palitos pequeños y/o virutas de madera) y piñas, se hacía un pequeño fuego en la parte delantera del horno. A medida que el fuego se hacía más intenso, se añadía más leña para producir un humo espeso que cubría el horno de hollín negro. Luego, el fuego se empujaba hacia el centro del horno con una azada. Se añadía más leña hasta que se conseguía un buen fuego. Después de todos estos pasos, se preparaba la comida para hornear. [5]
El horno de colmena tardaba normalmente entre dos y tres horas en calentarse, y en ocasiones incluso cuatro horas en invierno. Primero se horneaban los panes cuando el horno de colmena estaba más caliente, junto con otros productos horneados como bollos de canela, pasteles y tartas. A medida que el horno se enfriaba, se podían hornear muffins y "galletas", junto con pudines y natillas. Después de un día de horneado, normalmente había suficiente calor para secar manzanas y otras frutas, verduras o hierbas. A menudo se colocaban ollas de frijoles en la parte trasera del horno para que se cocinaran lentamente durante la noche. [5]
En las Trece Colonias que luego se convirtieron en los Estados Unidos, la mayoría de los hogares tenían un horno de colmena. Se solía hornear pan en él una vez a la semana, [ cita requerida ] a menudo junto con pasteles, galletas u otros productos horneados. Para calentar el horno, el panadero amontonaba brasas y leña en el interior y esperaba varias horas. Como requería una regulación estricta, se debía quemar la cantidad correcta de madera para convertirla en cenizas y luego comprobarlo introduciendo las manos en el interior. Luego había que agregar más madera o abrir la puerta para dejar que se enfriara a la temperatura adecuada.
Los hornos de colmena también se utilizaban para fabricar hierro. Antes de esa época, para fabricar hierro se utilizaban grandes cantidades de carbón vegetal, que se producía quemando madera. A medida que los bosques menguaban peligrosamente, la sustitución del carbón vegetal por coque se hizo común en Gran Bretaña, y el coque se fabricaba quemando carbón en montones en el suelo de tal manera que solo se quemara la capa exterior, dejando el interior de la pila en un estado carbonizado. A finales del siglo XIX, se desarrollaron los hornos de colmena de ladrillo, que permitían un mayor control sobre el proceso de combustión. [6]
El número de hornos de colmena entre 1870 y 1905 se disparó de unos 200 a casi 31.000, lo que produjo casi 18 millones de toneladas de coque solo en el área de Pittsburgh. [7] Un observador se jactó de que, cargada en un tren, "la producción del año formaría un tren tan largo que la locomotora que iba delante iría a San Francisco y volvería a Connellsville antes de que el furgón de cola hubiera salido de los patios de Connellsville". El número de hornos de colmena en la veta de Pittsburgh alcanzó su punto máximo en 1910 con casi 48.000. [8]
Aunque producían un combustible de primera calidad, los hornos de colmena envenenaban el paisaje circundante. Después de 1900, el grave daño ambiental causado por la coquización de colmenas atrajo la atención nacional, a pesar de que el daño había plagado el distrito durante décadas. "El humo y el gas de algunos hornos destruyen toda la vegetación alrededor de las pequeñas comunidades mineras", señaló WJ Lauck de la Comisión de Inmigración de Estados Unidos en 1911. [9] Al pasar por la región en tren, Charles van Hise , presidente de la Universidad de Wisconsin , vio "largas filas de hornos de colmena de los que brotaban llamas y salían densas nubes de humo que oscurecían el cielo. Por la noche, la escena se vuelve indescriptiblemente vívida por estos numerosos pozos en llamas. Los hornos de colmena hacen que toda la región de fabricación de coque sea un cielo opaco, desolador e insalubre". [9]
En China, los hornos de colmena no fueron prohibidos hasta 1996, y esta prohibición no entró en vigencia plenamente hasta 2011. [10]
