Combustión: Lo que tienes que saber
Calderas 28 febrero, 2017
Hoy queremos explicarte qué es la combustión, un proceso químico en el que se llevan a cabo una serie de reacciones llamadas oxidaciones cuyo resultado es un desprendimiento de calor.
¿Cómo se produce una reacción de combustión?
Por un lado tenemos uno de esos elementos reactivos: el combustible, que es la sustancia que se oxida y que nos la podemos encontrar en estado sólido, líquido o gaseoso y que se compone en su gran mayoría de carbono e hidrógeno.
El comburente, por su parte, que la sustancia que oxida al combustible, y generalmente es el oxígeno que se encuentra en el aire. Al mismo tiempo, es necesario que intervenga la energía de activación, que se encarga de desencadenar la reacción.
Para ello, deben ponerse en contacto determinadas cantidades de comburente y combustible en una relación adecuada de masas y volúmenes. Esto se estudia a través de la estequiometría, que también se encarga de ver las distintas proporciones de elementos.
Tipos de combustión
En función de este estudio de las proporciones podemos encontrarnos:
- Combustión completa: Se produce la oxidación de todo el combustible. Para esto es necesario que intervengan las cantidades necesarias de comburente y de aire seco.
- Combustión exacta o estequiométrica: Se produce con la combustión completa pero realizada también con la cantidad exacta de oxígeno para oxidar totalmente el combustible. Como la reacción consume completamente el combustible y el oxígeno, los gases que se producen no contienen ya estas sustancias.
- Combustión incompleta: Tiene lugar una combustión incompleta cuando no se oxidan todos los componentes del combustible. Normalmente esto suele producirse por falta de comburente. Se dan durante el proceso restos de distintas sustancias denominadas inquemados entre los que destaca por su peligrosidad el monóxido de carbono, también llamado CO.
Conceptos básicos
Para evitar la aparición de estos elementos perjudiciales y prevenir así sus efectos, esta combustión debe realizarse con un exceso de aire. A través de lo que conocemos como coeficiente de exceso de aire se define la proporción entre la cantidad de aire real y la necesaria para una combustión exacta. Cuando es menor que 1 se trata de una combustión con defecto de aire, si es mayor que 1 se trata de una combustión con exceso de aire.
A la cantidad de calor que se produce por la oxidación completa, a presión atmosférica, de los componentes de la unidad de masa o volumen del combustible se la denomina poder calorífico.
Durante la combustión, parte del hidrógeno (H) oxidado se convierte en agua (H2O). Podemos hablar de dos tipos de poderes caloríficos:
- Poder calorífico inferior: Es el calor generado por unidad de combustible cuando en los humos de combustión está presente el agua en forma de vapor. Una parte de este calor se utiliza para evaporar el agua, por lo que no es aprovechada por la caldera.
- Poder calorífico superior: Es el calor generado por unidad de combustible cuando el agua en forma de vapor se condensa y se convierte en líquido.
Aspectos a tener en cuenta
Normalmente, las calderas expulsan en forma de vapor el agua que se ha formado en la combustión, por eso se suele utilizar el Poder Calorífico Inferior o PCI.
Así, las calderas se caracterizan por los combustibles que usan y también por el resto de los elementos auxiliares de su instalación. Por ejemplo, en función de su densidad se diseña su sistema de ventilación.
Debes saber, además, que los combustibles sólidos pueden generar nubes de polvo peligrosas, que los combustibles líquidos generan charcos en las superficies, y que los gaseosos, en caso de fugas, pueden generar bolsas en las zonas bajas o altas, dependiendo de la densidad de los combustibles, lo que también podría resultar peligroso.
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