Combustible de madera
Antecedentes
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El combustible de madera es la madera utilizada como combustible. La quema de madera es actualmente el mayor uso de la energía derivada de un combustible sólido la biomasa. El combustible de madera se puede utilizar para cocinar y calefacción, y de vez en cuando para alimentar las máquinas de vapor y de vapor turbinas que generar electricidad. El combustible de madera puede estar disponible como leña (por ejemplo. Troncos, pernos, bloques), carbón de leña, astillas, hojas, gránulos y se aserrín. La forma particular usado depende de factores tales como el origen, cantidad, calidad y aplicación. Residuos de aserraderos y la industria de la construcción subproductos también incluyen diversas formas de relaves de madera.
La madera puede ser quemado en una horno, estufa, chimenea, o en una fogata, o usado para un hoguera. La madera es la forma más fácilmente disponible de combustible, que no requiere herramientas en el caso de recoger la madera muerta, o pequeñas herramientas, aunque como en cualquier industria, herramientas especializadas, tales como tractores de arrastre y divisores de madera hidráulicos, han evolucionado para mecanizar la producción.
El descubrimiento de cómo hacer fuego con el propósito de leña es considerado como uno de los avances más importantes de la humanidad.
Desarrollo histórico
El uso de la madera como fuente de combustible para la calefacción es tan antigua como la civilización misma. Históricamente, se ha limitado en su uso sólo por la distribución de la tecnología necesaria para hacer una chispa. Calor madera sigue siendo común en gran parte del mundo.
Los primeros ejemplos incluyen el uso de calor madera en tiendas de campaña. Los incendios se construyeron en el suelo, y un agujero de humo en la parte superior de la tienda de campaña permite que el humo se escape por convección.
En estructuras permanentes y en las cuevas, hogares fueron construidos o superficies establecidas de piedra u otro material no combustible sobre el que un incendio podría ser construido. El humo escapaba por un agujero de humo en el techo.
La madera ha sido utilizada como combustible durante milenios. Los griegos, romanos, celtas, galos y británicos, todos tenían acceso a los bosques adecuados para el uso como combustible. Combustible doméstico y navales duelos todos aseguraron la eventual la deforestación de Europa Occidental y el Medio Oriente. Los bosques de Inglaterra duró hasta el final de la Edad Media, cuando la tala excesiva forzó el paso a la quema de carbón de Newcastle. Gran parte del problema era incendios ineficientes.
El desarrollo de la chimenea y el chimenea permitido para el agotamiento más eficaz del humo. Calentadores o estufas de mampostería fueron un paso más allá mediante la captura de la mayor parte del calor del fuego y de escape en una masa térmica grande, llegando a ser mucho más eficiente que una chimenea solo.
El metal estufa era un concurrente desarrollo tecnológico con la revolución industrial . Estufas fueron fabricados o piezas de equipo que contenían el fuego por todos lados y proporcionan un medio para controlar el proyecto, la cantidad de aire que no toque el fuego construidos. Estufas se han hecho de una variedad de materiales. Fundición de hierro es uno de los más comunes. Esteatita ( talco ), azulejo, y de acero se han utilizado. Estufas de metal a menudo se revisten con materiales refractarios como ladrillos refractarios, ya que la parte más caliente de un fuego de leña quemará acero a lo largo de varios años de uso.
La Estufa de Franklin fue desarrollado en Estados Unidos por Benjamin Franklin . Más chimenea fabricada de una estufa, tenía un frente abierto y una intercambiador de calor en la parte trasera que fue diseñado para extraer aire del bodega y calentar antes de soltarlo por los lados. El intercambiador de calor nunca fue una característica popular y fue omitido en las versiones posteriores. La llamada estufas "Franklin" hoy se hacen en una gran variedad de estilos, aunque ninguno se parece al diseño original.
Los años 1800 se convirtió en el punto culminante de la estufa de hierro fundido. Cada fundición local, haría que su propio diseño, y las estufas fueron construidos para miríadas de efectos - Estufas de salón, cocinas de caja, las estufas de campamento, estufas de ferrocarril, anafes, cocinas y demás. Níquel Elaborar y modelos de cromo filo tomaron diseños de la orilla, con adornos de fundición, los pies y las puertas. Madera o carbón podrían ser quemados en los hornos y así fueron populares durante más de cien años. La acción del fuego, combinado con la causticidad de la ceniza, se aseguró de que la estufa eventualmente desintegrarse o agrietarse con el tiempo. Por lo tanto se necesita un suministro constante de estufas. El mantenimiento de estufas, necesitando ser tachado, su ahumado, y la necesidad de cortar madera significó que el petróleo o el calor eléctrico encontraron el favor.
La estufa hermética, originalmente hecha de acero, permite un mayor control de la combustión, siendo más bien equipada que otras cocinas del día. Estufas herméticos se volvieron comunes en el siglo 19 .
El uso de calor madera declinó en popularidad con la creciente disponibilidad de otros menos combustibles, mano de obra intensiva. Calor de madera fue sustituido gradualmente por el carbón y más tarde por fuel oil, gas natural y propano de calefacción, excepto en las zonas rurales con los bosques disponibles.
Después de la 1967 embargo de petróleo, muchos en el Estados Unidos utiliza la madera por primera vez. La EPA proporciona información sobre las estufas limpias, que ardían mucho más eficiente.
Leña
Algunos leña se cosecha en " arboledas "manejados para ese fin, pero en zonas muy boscosas es más cosechan generalmente como un subproducto de naturales bosques . Se prefiere Deadfall que no ha comenzado a pudrirse, puesto que ya está en parte sazonada. La madera en pie muerta se considera aún mejor, ya que es a la vez experimentado, y tiene menos putrefacción. La cosecha de esta forma de la madera reduce la velocidad y la intensidad de incendios forestales. Cosecha de madera para leña se lleva a cabo normalmente a mano con motosierras. Por lo tanto, los pedazos más grandes - que requieren menos mano de obra, y menos combustible motosierra - son menos costosos y sólo limitado por el tamaño de su caja de fuego. Los precios también varían considerablemente con la distancia a partir de lotes de madera, y la calidad de la madera.
Leña generalmente se refiere a la madera o árboles aptos para la construcción o construcción. La leña es un recurso renovable siempre que el índice de consumo es controlado a niveles sostenibles. La escasez de leña adecuada en algunos lugares se ha visto las poblaciones locales dañar enormes extensiones de matorral lo que conduce a una mayor desertificación.
Contenido de energía
Una madera dura común, el roble rojo, pesa 3757 libras por cable, con un contenido energético de 24 millones BTU por cable, y 16,8 millones de BTU recuperables si se hubiera quemado con una eficiencia del 70%.
Medición de leña
En el sistema métrico, la leña se vende normalmente por la estéreo (1 m³ = ~ 0,276 cuerdas).
En el Estados Unidos , leña se vende generalmente por el espinal, 128 ft³ (3,62 m³), correspondiente a una pila de leña 8 pies de ancho x 4 pies de alto de registros de 4 pies de largo. El cable se define legalmente por ley en la mayoría de los estados. Un "cable tirado" es la leña que no ha sido apilados y se define como 4 pies de ancho x 4 pies de alto x 10 pies de largo. El volumen adicional es hacer que sea equivalente a un cable de apilado estándar, donde hay menos espacio vacío. También es común ver a la madera vendida por el "cordón de cara", lo que no suele ser definida legalmente, y varía de una zona a otra. Por ejemplo, en un estado un montón de madera de 8 pies de ancho x 4 metros de altura de 16 "logs -long a menudo se vende como un" cable de la cara ", aunque su volumen es sólo una tercera parte de una cuerda. En otro estado, o incluso otra área del mismo estado, el volumen de un cable de la cara puede ser considerablemente diferente. Por lo tanto, es arriesgado comprar madera vendida de esta manera, ya que la transacción no se basa en una unidad legalmente exigible de medida.
En Australia , en general se vende por el tonelada.
Subproductos de combustión
Como con cualquier fuego , la quema de combustible de madera crea numerosos subproductos, algunos de los cuales pueden ser útiles (calor y vapor), y otros que son indeseables, irritante o peligrosa.
Un subproducto de la quema de madera es la ceniza de madera, que en cantidades moderadas es un fertilizante (principalmente potasa), contribuyendo minerales, pero es fuertemente alcalino, ya que contiene hidróxido de potasio (lejía). Cenizas de madera también se puede utilizar para fabricar jabón.
Humo, que contiene vapor de agua , dióxido de carbono y otros productos químicos y partículas de aerosol, pueden ser un irritante (y potencialmente peligrosa) subproducto de la madera como combustible parcialmente quemado. Un componente importante del humo de madera es partículas finas que pueden explicar una gran parte de la contaminación del aire por partículas en algunas regiones. Durante los meses más fríos, calefacción de leña representa hasta un 60% de partículas finas en Melbourne , Australia .
Estufas de combustión lenta aumentan la eficiencia de los calentadores de leña troncos, pero también aumentan la producción de partículas. Baja contaminación / estufas de combustión lenta son un área actual de la investigación. Un enfoque alternativo es utilizar la pirólisis para producir varios subproductos bioquímicos útiles, y la quema de carbón limpio, o para quemar combustible muy rápidamente dentro de una masa térmica grande, tal como un calentador de mampostería. Esto tiene el efecto de permitir que el combustible se queme completamente sin producir partículas mientras se mantiene la eficiencia del sistema.
En algunos de los quemadores más eficientes, la temperatura del humo se eleva a una temperatura mucho más alta donde el humo se quema en sí (por ejemplo, 1.200 grados para el encendido del gas monóxido de carbono). Esto puede resultar en una reducción significativa de los riesgos de humo mientras que también proporciona calor adicional del proceso. Mediante el uso de una convertidor catalítico, la temperatura para la obtención de humo limpiador puede ser reducido. Algunas jurisdicciones de Estados Unidos prohíben la venta o la instalación de estufas que no incorporan convertidores catalíticos.
Combustión efectos de subproductos en la salud humana
Dependiendo de la densidad de población, la topografía, las condiciones climáticas y de los equipos de combustión utilizada, calefacción de leña puede contribuir sustancialmente a la contaminación del aire, sobre todo partículas. Productos de la combustión de madera pueden incluir sustancias tóxicas y cancerígenas. Las condiciones en las que la madera se quema influirán en gran medida el contenido de la emisión.
Contaminación atmosférica por partículas puede contribuir a problemas de salud humana y el aumento de los ingresos hospitalarios por enfermedades del corazón y asma.
La técnica de la compresión de la pasta de madera en forma de gránulos o troncos artificiales pueden reducir las emisiones. La combustión es más limpia, y el aumento de la densidad de la madera y contenido reducido de agua puede eliminar del 30 al 70% de la mayor transporte. Así, la energía fósil consumida en el transporte se reduce (y, de hecho, representa una pequeña fracción del combustible fósil que se consume en la producción y distribución de combustible para calefacción o gas).
Impacto Ambiental
Operaciones de tala
Combustible de madera Mucho viene de nativos bosques de todo el mundo. Madera de plantaciones rara vez se utiliza para leña, ya que es más valioso como madera o pulpa de madera. La recolección o cosecha de esta madera pueden tener graves repercusiones ambientales de la zona de recolección. Las preocupaciones son a menudo específicos para el área en particular, pero pueden incluir todos los problemas que los regulares tala crear. Extracción de madera de los bosques puede causar destrucción del habitát.
Gases de invernadero
La quema de madera no libera más dióxido de carbono que su biodegradación ( putrefacción). Por lo tanto, la quema de madera puede ser llamado "carbono neutral". Por supuesto, las operaciones de cosecha y transporte pueden producir cantidades significativas de gases de efecto invernadero de la contaminación.
Combustibles de madera de todo el mundo
Uso europeo de leña
Algunos países producen una fracción significativa de sus necesidades de electricidad a partir de madera o residuos de madera. Suecia , por ejemplo, produce 1490 megavatios de electricidad de esta manera y Austria produce 747 megavatios. La cifra corresponde sueca circa 4,5% de la capacidad de la nación total instalada de producción (33 400 MW en 2003). En Finlandia , hay un creciente interés en el uso de los residuos de madera como combustible para el hogar y la calefacción industrial, en forma de compactado pellets.
En los países escandinavos los costos de mano de obra para procesar leña es muy alta. Por lo tanto, es común para importar leña de los países con mano de obra barata y recursos naturales. Los principales exportadores a los países escandinavos son los países bálticos (Estonia, Lituania, Letonia).
Uso japonés Histórico de leña
Wood, durante el Período Edo, se utiliza para muchos propósitos, y el consumo de madera llevó a Japón a desarrollar una la política de gestión de los bosques durante esa época. La demanda de recursos madereros fue en aumento, no sólo para el combustible, sino también para la construcción de naves y edificios, y en consecuencia la deforestación era generalizada. Como resultado, se produjeron los incendios forestales, junto con las inundaciones y la erosión del suelo. Alrededor de 1666, el shogun hizo una política para reducir la tala y aumentar la siembra de árboles. Esta política decretó que sólo el shogun, y / o una daimyo, podría autorizar el uso de la madera. En el siglo 18, el Japón había desarrollado el conocimiento científico detallado sobre la silvicultura y la plantación forestal .
El uso de leña en Australia
Alrededor de 1,5 millones de hogares en Australia utilizan leña como la forma principal de la calefacción doméstica. A partir de 1995, aproximadamente 1,85 millones de metros cúbicos de leña (1m³ equivale aproximadamente un coche carga de remolque) se utilizó en Victoria anualmente, con la mitad se consume en Melbourne . Esta cantidad es comparable a la madera consumida por todas las trozas de aserrío y forestales pulplog operaciones de Victoria (1,9 millones de m³).
Las especies utilizadas como fuentes de leña incluyen:
- Red Gum, desde los bosques a lo largo del río Murray (el-Murray Mediados Área de Gestión Forestal, incluyendo los bosques Barmah y Gunbower, proporciona alrededor del 80% de la madera goma roja de Victoria).
- Box y Messmate Stringybark, en el sur de Australia.
- Goma de azúcar, una madera con alta eficiencia térmica que normalmente proviene de pequeñas plantaciones.
Preocupaciones ambientales
En Victoria, goma roja es la leña más popular y de uso común. Aunque algunos consideran que los bosques de goma roja de Victoria se están agotando por mayor como resultado directo de la recolección de leña, gran parte de la tala de bosques ocurrió hace décadas, cuando se utilizó la madera en los proyectos de infraestructura a gran escala, como la construcción del ferrocarril.
Victoria y Nueva Gales del Sur de remanentes de bosques de goma roja, incluyendo el Murray River Bosque Barmah-Millewa, están siendo cada vez más taladas utilizando cosechadoras mecánicas, destruyendo importancia ecológica y ya en peligro de extinción hábitat. MacNally estima que aproximadamente el 81% de la madera caída ha sido retirado del sur Cuenca del Murray-Darling.
Existen preocupaciones con el grado en que la recolección de leña en los bosques de goma roja reduce el hábitat de diversas especies animales que de otra manera residen en los huecos que se forman en madera derrumbada (se estima que el 37% de los mamíferos y el 39% de las especies de aves del bosque en Victoria residen en tales huecos). En las zonas donde hay una extensa recolección de leña (por ejemplo. Barmah), existe la preocupación de que muchas especies pueden estar en riesgo. El bosque Barmah contiene 51% de la especies amenazadas que se encuentran en el este del norte de Victoria. Al menos 37 plantas amenazadas se encuentran en Barmah-Millewa, cuatro de los cuales se encuentran en ningún otro lugar en Victoria. El bosque incluye los restantes sólo criaderos de Victoria de la Loro Superb, un ave que está catalogado como en peligro de extinción en ese estado, y como vulnerable en el Lista Roja de la UICN. Mamíferos catalogado como amenazado tanto en Victoria y Nueva Gales del Sur residen en el bosque, incluyendo la planeador de la ardilla, el cepillo cola Phascogale, y la Myotis pierna grande.
Eficiencia y sostenibilidad
Con calentadores modernos de madera apropiadamente certificadas y operadas, el uso de un buen combustible de madera de calidad es una de las formas más eficientes y más baratos de calefacción en Australia. La sustitución de las necesidades internas nacionales existentes de calefacción suministrados por la madera, con el gas y la electricidad, se traduciría en un aumento neto significativo de las emisiones de dióxido de carbono, mientras que la aplicación y el cumplimiento de las normas nacionales para los calentadores de madera y leña reducirían considerablemente las emisiones de partículas. El organismo de la industria pico, el australiano Home Heating Association Inc es un importante apoyo financiero de Cuidado de la Tierra Australia, el patrocinio de la plantación de más de 40.000 árboles por año. Grupos Landcare han plantado millones de árboles en los programas de revegetación para reemplazar los aproximadamente 20 mil millones de árboles eliminados desde la colonización europea, establecido miles de kilómetros de vallas de protección, introducido técnicas agrícolas sostenibles, eliminado cientos de miles de toneladas de malas hierbas, y se ofreció incontables horas a la ética de cuidado de la tierra.
Plantaciones Leña también ofrecen oportunidades financieras alternativas para los agricultores y el gobierno local, con el combustible es uno de los múltiples usos de las plantaciones de árboles.
1973 crisis energética
Una breve resurgimiento en popularidad ocurrió durante y después de la crisis energética de 1973 , cuando algunos creían que los combustibles fósiles serían tan caros como para impedir su uso. Un período de innovación siguió, con muchos pequeños fabricantes producir estufas basado en diseños antiguos y nuevos. Innovaciones notables de esa época incluyen la Calentador de Ashley, una estufa termostática con un recinto de acero perforado opcional que impedía el contacto accidental con superficies calientes.
Se realizaron una serie de hornos de doble combustible y calderas, que utiliza conductos y tuberías para suministrar calor a través de una casa u otro edificio.
El crecimiento de la popularidad de calor madera también condujo al desarrollo y comercialización de una mayor variedad de equipos para cortar y cortar madera. Piezométrica del Consumidor cortadoras de troncos fueron desarrollados para ser accionado por electricidad, gasolina, o Toma de fuerza del tractor de granja.
La revista "leña Trimestral" se publicó por varios años antes de cambiar su nombre por el de "Home Energy Digest" y, posteriormente, desapareciendo.
Hoy
La estufa de pellets es un aparato que quema comprimido de madera o biomasa pellets.
Calor de madera sigue siendo utilizada en áreas donde la leña es abundante. Para intentos serios de calefacción, más que mera ambiente (chimeneas), estufas, chimeneas, hornos y son los más comúnmente utilizados en la actualidad. En las zonas rurales, las partes boscosas de los EE.UU., independiente calderas son cada vez más comunes. Se instalan al aire libre, a cierta distancia de la casa, y conectados a una intercambiador de calor en la casa utilizando tuberías subterráneas. El lío de madera, corteza, humo y cenizas se quedaban fuera y el riesgo de incendio es reducido. Las calderas son lo suficientemente grande como para contener un fuego toda la noche, y puede quemar grandes piezas de madera, por lo que se requiere menos de corte y fraccionamiento. No hay necesidad de adaptar una chimenea en la casa. Sin embargo, las calderas de madera al aire libre emiten más humo de leña y contaminantes asociados que otros aparatos que queman madera. Esto es debido al diseño de características tales como la camisa llena de agua que rodean la cámara de combustión, que actúa para enfriar el fuego y conduce a una combustión incompleta. Calderas de madera al aire libre también suelen tener alturas de apilamiento cortos en comparación con otros aparatos que queman madera, contribuyendo a los niveles ambientales de partículas a nivel del suelo. Una alternativa que está aumentando en popularidad son las calderas de gasificación de madera, que se queman madera a muy altas eficiencias (85-91%) y se pueden colocar en el interior o en un edificio anexo.
La madera se utiliza todavía hoy para cocinar en muchos lugares, ya sea en una estufa o una chimenea. También se utiliza como combustible en muchos procesos industriales, incluida la carne de fumar y haciendo miel de maple.
Como fuente de energía sostenible, la leña sigue siendo viable para la generación de electricidad en las zonas con fácil acceso a los productos forestales y subproductos.
