2 abr. 2013

Construyendo una estufa de leña óptima y segura: Primeros pasos

Foto: Estufa Lotus
En esta entrada continuaré con mis deliberaciones sobre el diseño de una estufa de "código abierto" en la que todos (y de hecho algunos ya me han hecho llegar por correo sus diseños y consejos) podamos participar y mejorar.
A la hora de diseñar una estufa de leña óptima en el consumo de combustible y cómoda, tenemos varias opciones, dependiendo de cómo deseamos extraer el calor.
Para ello emplearemos las últimas técnicas y materiales; primero construiré una sencilla estufa que cualquiera puede hacer únicamente con ladrillos refractarios, cemento refractario y un ventilador (opcional para mejorar el rendimiento), para a continuación hacer otra más compleja y con control automático de tiro, con acumulador de leña para hacerla todavía más cómoda y autónoma.



Seguiré los siguientes principios:

  • La manera más segura y barata de acumular calor es mediante ladrillos refractarios o arena.
  • La combustión más eficiente requiere altas temperaturas, una segunda inyección de aire precalentado antes de la salida de los gases.
  • Si queremos mantener la estufa en dimensiones reducidas (no todo el mundo tiene tanto sitio como para meter una gran estufa rusa), tenemos dos opciones; extraer el calor o bien con un intercambiador de agua que permite llevar ese calor a un depósito o a otras habitaciones (peligroso por otro lado; hay que controlar temperatura, presiones, motores circuladores, etc), o si nos basta con calentar un local con la opción de llevar aire caliente con conductos, podemos extraerlo colocando unas placas de metal como intercambiador y con un ventilador extraemos el calor.
  • Tratando de buscar el diseño más sencillo posible, y accesible a todo el mundo, utilizaré ladrillos refractarios, que además tienen la ventaja de acumular calor que se libera lentamente (como las estufas rusas).
  • Otra opción son las placas de vermiculita, todavía más aislantes que los ladrillos y con la principal ventaja de que son más ligeras y fáciles de transportar.
  • Para mayor control y eficiencia, podré control de tiro de salida de gases (que por seguridad nunca cerrará totalmente el tiro) y un control de tiro también de entrada (para cuando esté apagada, impedir que el calor acumulado se vaya por la chimenea). En principio serán manuales, para posteriormente añadir una placa Arduino para el control de los tiros, combustión, temperatura de salida de gases, etc.
  • Para conseguir la doble combustión precalentaremos el aire practicando orificios con roca de vidia en los ladrillos según los coloquemos, circulando el aire por entre los ladrillos más expuestos al calor para asegurarnos de que alcanzan altas temperaturas al poco de encender el fuego. Para mí es el sistema más duradero y eficiente que existe.
  • Cuando diseñamos una estufa de alto rendimiento y sencilla nos encontramos que al extraer todo el calor de los humos de salida después de una combustión adecuada, perdemos gran parte del tiro que nos proporciona el calor de los humos, por lo que en estufas de rendimiento un sistema de extracción de humos o de introducción de aire por procesos mecánicos (ventiladores o extractores) es casi indispensable, sobre todo cuando el conjunto no ha alcanzado la temperatura adecuada (al inicio del encendido). Esto también se puede resolver con un sistema de salida directa de humos mientras no lleguemos a ese punto (con los posibles problemas de mantenimiento de todo sistema mecánico).
  • En la zona secundaria de combustión donde inyectaremos más aire fresco precalentado colocaremos un giro forzado para los humos, para garantizar su mezcla correcta.
  • Trataré de centrarme en un diseño de bajo coste y sencillo para a continuación irle aplicando mejoras que mejorarán su autonomía y funcionamiento automático.
  • Para hacerla fácilmente transportable, añadiré ruedas fuertes en una carcasa de metal, y un gran cajón para las cenizas.
  • El diseño será escalable; podremos construirla al tamaño de nuestras necesidades.
  • Como en principio no llevará agua ni circuitos propensos a explotar ;-), no requerirá de grandes seguridades.
  • Mi objetivo además es que la estufa final sea regulable (con un intercambiador por aire y otro por agua que se puede añadir a posteriori), de forma que podamos regular el calor emitido a la estancia donde se encuentra la estufa y al agua caliente o calefacción.
  • Trataré de medir consumos y eficiencia con algún medidor Testo, en busca del diseño más eficiente y sencillo.

Os mantendré al tanto de mis avances en el tema, espero tener un prototipo funcionando para el invierno que viene. ¡Saludos!

Stovemaster: Acumulando el calor
En este blog: Tema calefacción por biomasa
Solarweb: Cómo se construye una estufa rusa
Rocket Stove Foros: Acumulación de calor (Peterberg)

7 comentarios:

  1. ¿ Se podrán quemar pellets, huesos de aceituna o cáscara de almendra en la misma ? Sería bueno contar con esto, puesto que estos productos empiezan a utilizarse en zonas peninsulares más al sur y levante, y que no cuentan con tantos recursos madereros como disfrutais en el norte...

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    1. XD

      En principio no, porque es muy diferente la forma de funcionar de una estufa eficiente de leña a una de pellets, donde en la misma combustión ya consigues la mayor eficiencia por sus características (muy baja humedad del material, pequeños trozos fácilmente inflamables, gran aportación de oxígeno), y además requiere añadir un alimentador, control de encendido, etc.

      Podría hacerse con un simple alimentador automático, tendríamos menos rendimiento y si prescindimos del encendido automático podría ser la versión "pobre" para pellets... todo es planteárselo y estudiar el pellet como combustible... pero no quiero meterme en camisa de once varas de momento. Seguiré pensando en ello, gracias por comentarlo.

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  2. Tambien estoy diseñando la mia, estoy considerando doble combustion, partiendo del principio observado en una estufa antigua, (Alamo 2) que compre hace tiempo, cuya eficiencia no termina de satisfacerme, combinando esto con funcionamiento utilizado en los hornos de gas de madera (principio de pirolisis), en estos momentos esta en papel y en unos 2 meses (espero) empezare a armar el prototipo para hacer pruebas.

    Saludos desde la mejor frontera de Mexico!!

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  3. interesado en el control de arduino de los tiros y de la entrada de aire espèro que sea con sonda landa y temperatura yo estoy en fase de construción de un cocina de leña.De momento me faltan piezas.

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  4. tenes alguna idea de como hacerle circular agua por el interior con algún tubo para proveer de agua caliente el hogar en invierno y de esta manera aminorar gastos de electricidad en la cuenta a fin de mes. esta muy bueno el blog la verdad y me interesa todo lo que sea eficiencia para la casa.

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  5. buenas tardes David, Que tal va tu proyecto? Seguro que andas liado liado si no es con este será con otro... no puedes estar quieto muchacho.
    Un saludo.

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