_Hinrichs_Kleinback

Cap. 16 Biomassa: das Plantas ao Lixo 451
2. A madeira pega fogo a cerca de 315°C (600°F), quando uma parte sólida da
madeira e alguns compostos voláteis (liberados como gases) queimam.
3. A madeira aquecida se decompõe em carvão vegetal e fumaça. O carvão vegetal
queima a cerca de 540°C (1.000°F) e os compostos voláteis se inflamam a cerca
de 600°C (1.100°F). Esta etapa dificilmente ocorre nos fornos a lenha, a menos
que a entrada de excesso de ar seja limitada para evitar o resfriamento e a
fumaça liberada na etapa 2 seja direcionada para uma área de alta temperatura.
A madeira a ser queimada deve ser empilhada no forno de tal forma que permita a entrada
de ar suficiente e que os pedaços que estejam queimando aqueçam uns aos outros
para manter uma boa combustão. Se os pedaços de madeira forem colocados muito perto
uns dos outros, isto irá interferir no primeiro critério. Por outro lado, se os pedaços de
madeira estiverem muito afastados, isto torna a segunda parte mais difícil de ocorrer. A
eficiência geral de aquecimento de uma unidade é o produto da eficiência de combustão
da madeira e da eficiência de transferência de calor do forno ou fornalha.
Para o aquecimento de ambientes, a madeira é queimada em lareiras, fornos e grandes
fornalhas centrais. Desde o início da década de 1970, fornos a lenha eficientes do ponto de
vista energético se tornaram bastante populares. A Figura 16.7 mostra uma lareira convencional.
A medida que a madeira é queimada no interior da lareira, energia radiante é emitida
para dentro do cômodo, enquanto os gases quentes da combustão, que ainda contêm
uma grande quantidade de energia química, sobem pela chaminé. O ar para a combustão é
retirado do próprio cômodo e deve, então, ser substituído por ar frio externo. Contudo,
muito mais ar é retirado do cômodo do que seria necessário para a combustão da madeira,
e todo ele sai pela chaminé junto com os gases quentes. Por estas razões, a eficiência de
uma lareira convencional pode ser próxima de zero ou até mesmo negativa. Para aumentar
a eficiência, primeiro precisamos reduzir o excesso de entrada de ar. Isto pode ser feito
por meio da utilização de portas de vidro na lareira com pequenas aberturas para ventilação
na base da parte interna da lareira. Desempenhos ainda melhores são obtidas ao se
canalizar o ar para a combustão de fora do cômodo através de tubulações. A eficiência
também é aumentada ao se arranjar as achas de madeira a serem queimadas de maneira
que permita uma queima mais rápida (e não lenta e sem chama) e que concentre a emissão
de energia calorífica radiante para dentro do cômodo.
Outros dois problemas com o aquecimento por lareiras podem ser resolvidos com o
uso de um forno a lenha: o calor da combustão pode ser absorvido em todas as direções
ao ser capturado pelas paredes de metal de um forno e, então, permitir que estas paredes
transfiram a energia calorífica para o cômodo. Além disso, em uma lareira, os próprios
gases da combustão ainda carreiam uma grande quantidade de energia. Se eles puderem
ser queimados mais adiante, o forno se torna mais eficiente e as emissões são reduzidas.
Este é o princípio por trás da combustão secundária em um forno. A Figura 16.8 mostra o
interior de um forno com combustão secundária. A combustão secundária ocorre na câmara
acima da de combustão primária. Ar secundário é necessário para completar a
combustão da fumaça, já que, normalmente, sobra pouco oxigênio do ar primário. Esta
região deve ser mantida quente porque os gases de combustão precisam de temperaturas
de pelo menos 550°C. O formato em "S" do projeto de forno mostrado na Figura
16.8 permite um caminho de saída mais longo para os gases de combustão e, assim, uma
queima mais completa.
Dois terços da produção do forno são obtidos via calor radiante, e um terço, por convecção.
Desta forma, as melhores eficiências de transferência de calor são obtidas em um
forno com uma grande área de superfície. Preto é a cor preferida, mas muitas outras cores
dão resultados igualmente bons (pinturas metálicas brilhantes ou superfícies de metal sem
pintura geram emitâncias baixas). Como a energia radiante não se encontra no espectro
visível, a cor vista pelo olho não é relevante aqui.