Como vimos en el post anterior, las campanas (o bells en inglés) le aportan muchos beneficios a las estufas de inercia térmica. Uno de ellos y muy especial, es que construidas correctamente, las convierte en sistemas de tiro no forzado. Esto implica que existe una mínima energía aplicada a la salida para poder deshacerse de los gases combustionados. Nuestro maestro Lars Helbro siempre nos comentaba que la fuerza que ejerce la chimenea sobre los humos, es similar a la fuerza que ejerce una hoja de papel sobre una mesa. ¿Sutil no? Es decir, la chimenea no tiene que hacer un esfuerzo extra para succionarlos. Pero otros paradigmas de estufas si lo requieren, ya que no logran conseguir naturalmente el tiro necesario para funcionar. Esto lo logran básicamente de dos maneras: con electricidad, mediante el uso de ventiladores forzadores, o con mayores temperaturas de salida. Es evidente que no son mecanismos naturales, y sus consecuencias son caras (perdida de rendimiento, humo por la puerta, etc). Algunos ejemplos de estas estufas menos eficientes por no contar con campanas son: las de metal (o mal llamadas combustión lenta), los hogares, las contraflujo finlandesas, las kakelugn suecas de Cronstedt & Wrede, las austríacas de conductos horizontales ascendentes, y las rocket con bancos con tabiques interiores (o conductos), entre otras.
¿Y como es que teniendo campanas logramos no forzar la chimenea? ¿De dónde sale esa mística? ¿A quien se le ocurrió? A principios del 1900 un físico ruso, el doctor Grume Grimailo y su alumno I. Podgorodnikov dieron curso a una serie de experimentos para explicar el comportamiento libre de los gases. Años más tarde, a pedido del gobierno ruso para modernizar las estufas de los campesinos, Podgorodnikov diseñó la Teplushka II, con una gran campana inferior y un gran horno superior. Como ya vimos, las campanas son un gran amortiguador de turbulencias y resistencias. Como los gases fluyen lentamente, la chimenea no tiene que invertir demasiada energía para sortear su resistencias, y puede evacuarlos mediante el principio de arquímedes, de la misma forma que flotan los barcos. Por eso suele decirse que una campana es como un barco dado vuelta, imaginando que el agua es el aire exterior y el aire que lo mantiene a flote es en realidad el humo caliente. El humo por más que esté relativamente frío al salir de la estufa, sigue estando más caliente que el aire exterior y en esa diferencia de densidades actúa este principio básico, generando una depresión dentro de la chimenea y una fuerza de empuje hacia arriba. Eureka!!! Por esto podemos tener temperaturas de chimeneas tan bajas en nuestras estufas, entre 70°C y 100°C. ¡Que eficiencia!
Otro de los beneficios de las campanas que hacen al funcionamiento sutil de la chimenea, o violín como nos gusta llamarla, es su cualidad de exhaustar los gases lastre (ballast gasses en ingles) lo mas rápido posible, sin que afecten negativamente a la armonía interior de nuestra estufa. Estos son gases pesados como el nitrógeno o el oxígeno presentes en el exceso de aire, que no entran en juego en la combustión. También gases mal combustionados como hidrocarburos policíclicos, tienden a alojarse en las partes bajas, y tal como dice su nombre, son lastres o yunques dentro de nuestra estufa y no hacen otra cosa que estorbar. Es muy costoso para la chimenea deshacerse de ellos, porque son muy pesados, y para eso necesita mas energia. Al tener un sistema de campanas, estos se alojan en las partes bajas y por ende son los primeros en salir. Imaginense una estufa en donde la chimenea extrae primero los gases calientes de las partes superiores, lo costoso que sería llegar a extraerlos desde tan abajo. Las consecuencias adversas que generan estancados en esas zonas son inimaginables. Pero todo se reduce a lo mismo: pérdida de eficiencia.
Por ejemplo, observemos la kakelugn sweca a continuación, con un sistema de conductos verticales por donde el humo sube y baja con el fin de dejar todo el calor antes de evacuar el sistema. Si bien fue una enorme mejora para la época (siglo XVIII), que necesitaba imperiosamente eficientizar la calefacción durante la crisis energética que estaban viviendo, ahora sabemos que este diseño necesita altas temperaturas de chimenea para funcionar. En parte debido a lo que venimos mencionando de extraer los gases lastre que se acumulan en las partes bajas, y en otra para vencer las grandes resistencias que ejercen esos conductos. De hecho, Cronstedt creía que cuanto más angostos eran los conductos, mejor intercambio de calor se producía. Todo lo contrario al paradigma de campanas.
En síntesis: naturaleza en su máxima expresión, aplicada a la calefacción y al corazón de nuestro hogar! Gracias a todos los maestros que nos han abierto los ojos a esta alquimia! Que belleza…
