Chimenea para niños
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Una chimenea es un conducto o tubo que sirve para que el humo y los gases calientes salgan de un lugar donde se quema algo, como una estufa o una fábrica. También se usa la palabra "chimenea" para referirse a casi cualquier agujero o conducto, generalmente vertical, por donde un líquido o gas sube de forma natural. Esto se conoce como el efecto chimenea.
A veces, cuando hablamos de una chimenea, nos referimos a todo el conjunto: el lugar donde se hace el fuego (llamado hogar) y el conducto por donde sale el humo. Si una chimenea tiene un diseño especial o es muy decorada, a veces se le llama "francesa".
Es importante saber que la chimenea tiene dos partes principales: el conducto de humos, que es el tubo interior por donde viajan los gases de la combustión, y la estructura exterior que lo rodea, que puede tener muchas formas. La parte vertical de la chimenea se llama fuste. A veces hay otros tubos que conectan la chimenea con el lugar donde se genera el humo.
Contenido
¿Cuándo surgieron las chimeneas?
La chimenea, tal como la conocemos, no apareció desde el principio de la historia. Los griegos antiguos solo hacían un agujero en el techo para que el humo saliera, al que llamaban kapnodeia. Era más bien un respiradero que se podía cerrar. Si había mucho humo, lo sacaban por las ventanas.
Las primeras chimeneas industriales y domésticas
Los romanos fueron los primeros en usar chimeneas en sus panaderías, con tubos dentro de las paredes para sacar el humo. Sin embargo, las chimeneas en las casas aparecieron por primera vez en las grandes viviendas del norte de Europa en el XII. La chimenea más antigua que se ha encontrado, que data del I, estaba en Pompeya. Era una construcción cuadrada con cinco tubos que se unían en uno solo para salir por encima de la casa.
En Inglaterra, la chimenea más antigua que se conserva, de un tipo más moderno, está en el castillo de Conisbrough en Yorkshire, del año 1185. Pero no fue hasta los siglos XVI y XVII que se hicieron comunes en las casas.
En España, las chimeneas aparecieron primero en el Reino de Castilla en el XIII y se hicieron populares en el XIV. A partir del Renacimiento, las chimeneas dominaron el paisaje de las ciudades en España, Italia y Francia. Ya no eran solo para la nobleza o la burguesía, sino que formaban parte de la vida de la gente común.
Evolución de los diseños y materiales
Al principio, se usaban "campanas de humo" para recoger el humo y llevarlo a la chimenea. Estas eran más anchas que las chimeneas actuales y permitían que más calor se quedara en la habitación. Más tarde, se empezaron a usar hornos empotrados en las casas. Las chimeneas industriales se hicieron muy comunes a finales del XVIII.
Las chimeneas de las casas normales se construían primero con madera y yeso o barro. Después, se hicieron de ladrillo o piedra. Para evitar que el viento empuje el humo hacia abajo, a veces se colocan tapas especiales (llamadas sombreretes) en la parte superior.
En los siglos XVIII y XIX, algunas chimeneas industriales eran muy largas, casi horizontales, de hasta 3 km de largo. Se usaban para dispersar gases tóxicos lejos de las ciudades. Dentro de estas chimeneas se acumulaban depósitos valiosos, y trabajadores especiales (los deshollinadores) los recogían.
Con la llegada de los ventiladores a principios del XX, las chimeneas industriales cambiaron. Ya no necesitaban ser tan altas para crear el "tiro" (la fuerza que saca el humo). Los materiales también cambiaron, de piedra y ladrillo a acero y luego hormigón armado. La altura de las chimeneas industriales modernas se decide por la necesidad de dispersar los gases para cumplir con las normas de control de la contaminación.
Hoy en día, muchas chimeneas históricas de ladrillo se conservan como símbolos del patrimonio industrial. Algunas se han convertido en atracciones turísticas, como las 36 chimeneas de antiguas destilerías de vino en Tomelloso (Castilla-La Mancha, España), que se iluminan y se pueden visitar. En la Comunidad Valenciana (España), las chimeneas anteriores a 1940 están protegidas por ley.
¿Cómo funciona una chimenea con la combustión?
La chimenea es muy importante para que la combustión (el proceso de quemar algo) funcione bien.
La combustión y el aire
La combustión es una reacción química donde un material (el combustible) se combina con el oxígeno del aire, produciendo gases (humo) y liberando calor y luz. Para que la combustión sea completa, se necesita suficiente oxígeno. Si hay poco aire, la combustión es incompleta y puede producir gases peligrosos como el monóxido de carbono.
La chimenea ayuda a que llegue la cantidad adecuada de aire al fuego y a que el combustible y el aire se mezclen bien. Así, la chimenea es clave para que el fuego queme de forma eficiente.
El tiro natural de la chimenea
Cuando pones un tubo vertical sobre un fuego, la llama se hace más grande y brillante. Esto ocurre porque los gases calientes que se forman son menos densos (más ligeros) que el aire frío de fuera. Por eso, los gases calientes suben por el tubo. Al subir, crean una especie de "succión" en la base de la chimenea. Esta succión se llama tiro natural.
El tiro natural hace que el aire frío de fuera entre al hogar, trayendo más oxígeno para que el fuego siga ardiendo. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre los gases calientes de la chimenea y el aire frío de fuera, más fuerte será el tiro. Por eso, las chimeneas funcionan mejor en invierno que en verano.
Para que el fuego aproveche bien el calor, la temperatura de los humos al salir de la chimenea se controla, generalmente alrededor de los 200 °C. Cuanto más alta sea la chimenea, mayor será el tiro disponible. Sin embargo, una chimenea muy alta también puede hacer que los humos pierdan velocidad al salir.
El tiro de la chimenea debe ser suficiente para sacar los humos a la velocidad necesaria, superar la resistencia del aire dentro del conducto y mantener la succión en el hogar para que entre el aire fresco.
Hogares abiertos y su funcionamiento
Los primeros hogares eran abiertos, es decir, el fuego estaba directamente en contacto con el aire de la habitación. Todavía existen muchos aparatos así, como las chimeneas "francesas" o los hornos de leña.
Si las condiciones no son las adecuadas, el humo de estos hogares puede volver a la habitación, lo cual es peligroso. La falta de tiro puede causar una combustión incompleta y producir monóxido de carbono, un gas muy tóxico. Por eso, es muy importante que estos aparatos tengan buena ventilación y que la chimenea tenga la altura y el tamaño correctos.
El tamaño de la sección de la chimenea no afecta directamente al tiro, pero una sección más grande puede ayudar a que el humo circule mejor. Sin embargo, una sección demasiado grande puede causar un "tiro inverso", donde el humo vuelve a entrar. Por eso, algunas chimeneas de hogar abierto tienen una forma especial en su interior, llamada "altar", para evitar esto. El rendimiento de estos hogares para calentar es bajo, pero crean un ambiente acogedor.
Las normas técnicas para calcular las dimensiones de una chimenea, considerando su forma, material, ubicación, clima, tipo de combustible y potencia, se encuentran en la norma UNE 123001/2003.
Hogares con ventilador (sobrepresión)
En algunos sistemas de calefacción, como las calderas, se usan quemadores con un ventilador que se encarga de meter el aire necesario para la combustión. Este ventilador también debe tener la fuerza suficiente para empujar los humos a través del sistema y hacia la chimenea, donde el tiro natural los saca al exterior.
Tiro forzado
Si el tiro natural no es suficiente, se puede instalar un ventilador en el conducto de humos para ayudar. Esto se llama tiro forzado. No es lo ideal, pero a veces es la única solución.
Si se usa un ventilador, es mejor colocarlo en la parte superior de la chimenea. Así, el conducto de humos se mantiene con una presión más baja que la del ambiente, lo que evita que los gases tóxicos se escapen si hay alguna pequeña grieta. Es recomendable que el ventilador se encienda y apague junto con el quemador para evitar que el hogar se enfríe.
¿Cómo se diseña una chimenea?
Las normas para diseñar una chimenea están en la UNE 123001. Aquí te damos algunas recomendaciones importantes:
Ubicación y altura
La chimenea debe ser independiente de la estructura del edificio. Esto significa que no debe apoyarse en las paredes del edificio, sino que debe tener su propia estructura para que pueda expandirse y contraerse sin afectar al edificio.
La chimenea debe estar en el tejado y ser lo suficientemente alta. Debe sobresalir al menos 1 metro por encima de cualquier obstáculo (como otros edificios) que esté a menos de 10 metros de distancia. También debe estar por encima de cualquier ventana o abertura de ventilación que esté entre 10 y 50 metros. Además, debe superar una línea imaginaria que se traza a 2,5 metros de distancia de la pendiente del tejado, desde un punto situado 1 metro por encima de la cumbrera (la parte más alta del tejado).
Forma de la chimenea
La sección de la chimenea debe ser preferiblemente circular. Si es rectangular, el lado más largo no debe ser más de 1.5 veces el lado más corto. Las chimeneas circulares permiten que los gases fluyan mejor.
Es mejor evitar cambios de dirección o de tamaño en el conducto vertical. Si son necesarios, los cambios de dirección deben ser suaves, con curvas amplias. Los cambios de tamaño deben ser graduales, evitando reducciones bruscas que puedan acumular gases.
Remates o sombreretes
Este es un tema debatido. En general, las normas no recomiendan usar sombreretes o adornos en la parte superior de la chimenea. Aunque se pensaba que evitaban la entrada de agua de lluvia, la cantidad de agua que entra es mínima comparada con el vapor de agua que produce el propio combustible. Los remates decorativos pueden impedir que el humo salga libremente, desviarlo hacia el tejado y aumentar la contaminación.
Sin embargo, algunos profesionales defienden el uso de sombreretes en estufas y chimeneas de leña porque pueden:
- Evitar que los pájaros aniden y taponen el tubo.
- Reducir la entrada de aire frío.
- Ayudar a controlar el tiro, lo que puede ahorrar leña.
- Proteger la chimenea de la lluvia y el óxido.
En la base de la chimenea, debe haber un lugar para recoger el hollín, el agua condensada y la lluvia. Este lugar debe tener una abertura para limpiarlo y un desagüe para el agua.
Materiales de construcción
Las chimeneas deben construirse con materiales que no se quemen (clasificación A) y que sean resistentes a las altas temperaturas y a los gases corrosivos del humo. Se recomienda usar chimeneas metálicas homologadas, especialmente de acero inoxidable.
Las chimeneas prefabricadas de acero inoxidable con aislamiento ofrecen un rendimiento muy bueno. Es muy importante que las chimeneas estén bien aisladas térmicamente para evitar que los humos se enfríen. Si los humos se enfrían, el tiro disminuye y se pueden formar condensaciones ácidas que corroen la chimenea y pueden caer sobre el tejado.
Limpieza y mantenimiento
Es muy importante limpiar la chimenea regularmente. Cuando la chimenea funciona, se acumulan residuos en los conductos. Estos residuos son fáciles de quemar, por lo que es necesario limpiarlos periódicamente para mantener la chimenea segura y funcionando bien.
¿Sabías que?
En México, a una chimenea alta, especialmente las de las fábricas de azúcar o de otras industrias, se le llama chacuaco.
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Véase también
En inglés: Chimney Facts for Kids
