Estufa (calefacción) para niños
Una estufa es un aparato que sirve para calentar un espacio. Es como una caja de metal o de otros materiales donde se enciende un fuego. Las estufas fueron una gran mejora comparadas con las fogatas abiertas, ya que son más seguras y eficientes.
La principal diferencia entre una estufa y un fuego abierto es que la estufa mantiene el fuego dentro de un espacio cerrado. Esto protege a las personas de quemaduras accidentales. Además, permite controlar mucho mejor la intensidad del calor, regulando la cantidad de aire que entra para que el fuego arda. También necesita menos aire del exterior para expulsar el humo. Generalmente, una estufa calienta solo la habitación donde se encuentra.
Hoy en día, la palabra "estufa" también se usa para cualquier aparato que produce calor, incluso si no usa fuego. Algunas estufas modernas funcionan con electricidad, usando el efecto Joule para generar calor. En algunos países, las estufas también se usan para cocinar.
Debido a la preocupación por la contaminación del aire, se han hecho muchos avances en el diseño de las estufas. Por ejemplo, las estufas de pellets son un tipo de estufa que quema de forma más limpia. Las estufas herméticas también queman la leña de manera más completa, lo que reduce la cantidad de humo y residuos. Otra forma de reducir la contaminación es añadiendo filtros o dispositivos especiales que limpian los gases antes de que salgan. La investigación para crear estufas más seguras y con menos emisiones sigue avanzando.
Contenido
Historia de las estufas
Al principio, la palabra "estufa" se refería a un lugar o habitación que estaba caliente. Por ejemplo, antes se llamaba "estufa fría" a lo que hoy conocemos como invernadero. Más tarde, el término pasó a designar el aparato que se usaba para calentar ese lugar. Este nuevo invento se diferenciaba de la chimenea tradicional porque el fuego estaba encerrado en un espacio hecho de materiales de construcción, en lugar de arder al aire libre.
Cuando este invento se adaptó para cocinar, en algunos países la palabra "estufa" también empezó a usarse para referirse a la cocina. Esto tenía sentido, ya que el fuego abierto anterior se usaba tanto para calentar como para cocinar en muchas casas.
En 1617, Franz Kessler publicó en alemán el primer libro completo sobre estufas. Este trabajo explicaba cómo funcionaban los sistemas de calefacción en Alemania en esa época, y estos principios no cambiaron mucho hasta el siglo XIX.
¿Cómo se construyen las estufas?
Las estufas más antiguas solían construirse con ladrillos y argamasa, y tenían puertas de metal, a menudo de hierro fundido. Más tarde, se hicieron estufas completamente de hierro fundido, como la famosa estufa Salamandra, inventada en 1742 por Benjamin Franklin.
El interior de una estufa se divide en dos partes:
- El brasero: Es la parte de arriba, donde se coloca y se quema el combustible, como la leña.
- El cenicero: Es la parte de abajo, separada por una rejilla, que recoge las cenizas de la combustión. La puerta de este compartimento sirve para sacar las cenizas y también para controlar la entrada de aire, lo que permite regular la intensidad del fuego.
Algunas estufas muy elegantes, para casas lujosas, se hacían con materiales cerámicos, como la que se ve en la imagen.
Todas las estufas tienen una chimenea o conducto de humos conectado a la parte superior del brasero. Este conducto sirve para expulsar los gases de la combustión al exterior.
La gran ventaja de las estufas, frente a un fuego abierto, es que no necesitan una gran cantidad de aire para arrastrar el humo, solo el aire necesario para que el fuego arda. El humo no tiene otra salida que la chimenea, así que no puede volver a la habitación. Además, la velocidad a la que sale el humo se puede controlar regulando la entrada de aire. Esto significa que el calor producido se queda más tiempo en la habitación, y el fuego arde a una temperatura más alta, aprovechando mejor el combustible. También, al entrar menos aire frío, la habitación se enfría menos.
Tipos de estufas
Estufa de alfarería
Este tipo de estufa, también conocida como "estufa cerámica", se usaba mucho en el pasado en los países fríos del norte de Europa. La particularidad de estas estufas es que las aberturas para cargar el combustible y para regular el aire estaban en un pasillo de servicio. Así, el aire necesario para la combustión no entraba directamente en la habitación que se quería calentar. La estufa en sí estaba en la habitación y a menudo estaba cubierta con azulejos decorativos. De esta manera, se evitaba que el aire frío de la combustión enfriara la habitación, y la carga de combustible y la limpieza de cenizas no se hacían en las habitaciones principales. El calor se extendía por las paredes calientes de la estufa, que mantenían una temperatura constante.
Este tipo de estufa se usaba en casas grandes o palacios, no en viviendas comunes.
Estufa "cassette"
Desde hace algunos años, existe una variante de estufa que se instala dentro de las viejas chimeneas de hogar. Es una caja de metal con una puerta de cristal que permite ver el fuego, igual que en una chimenea tradicional. Aunque no es exactamente una estufa clásica, tiene muchas de sus ventajas: el humo queda encerrado y solo sale por la chimenea, y la entrada de aire se regula con una rejilla en la parte inferior, lo que permite controlar la combustión. Si la caja es más pequeña que el hueco de la chimenea, el espacio que queda entre ambos se calienta, y ese aire caliente puede distribuirse por la habitación con un ventilador.
Cocina económica
Una adaptación de la estufa para cocinar fue la "cámara de fuego". En este diseño, el fuego estaba rodeado por tres lados con muros de mampostería y cubierto por una placa de hierro fundido. En 1735, el arquitecto francés François Cuvilliés creó la "estufa Castrol", el primer diseño que encerraba completamente el fuego. Era una construcción de mampostería con varios fogones cubiertos por placas de hierro perforadas.
Casi al final del siglo XVIII, el diseño mejoró al colgar las ollas en agujeros en la placa superior de hierro, lo que hizo que la estufa fuera aún más eficiente.
Una mejora posterior fue la "cocina económica", que estaba hecha casi completamente de metal (normalmente hierro fundido). En la parte superior tenía una plancha caliente donde se colocaban las cacerolas, con un orificio circular para alimentar el brasero. Este orificio se cerraba con una serie de aros concéntricos de hierro fundido. Además, estas cocinas solían tener un horno. Se les llamó "económicas" porque aprovechaban mucho mejor el combustible que las chimeneas abiertas tradicionales.
En algunos países de América, este tipo de cocina se conoce como "estufa doméstica", ya que, además de cocinar, también se usan para calentar la habitación.
Estufa de gas
Las estufas de gas producen calor quemando un gas, como el gas butano, en un quemador. Su gran ventaja es que son económicas de comprar y generan mucho calor rápidamente, calentando la habitación muy deprisa.
Sin embargo, tienen algunos inconvenientes: el aire para la combustión debe entrar del exterior, lo que enfría el ambiente. Si no hay suficiente ventilación, la combustión puede ser incompleta y producir monóxido de carbono (CO), un gas peligroso. Para evitar esto, las estufas de gas modernas tienen un sensor que las apaga si detecta una cantidad peligrosa de CO.
Además, la combustión del butano produce vapor de agua, lo que puede aumentar la humedad en la habitación.
Estufas de pellets
Las estufas de pellets son una forma económica de calentar. Los pellets son un combustible 100% renovable, hecho de residuos vegetales. Al quemarse, emiten CO₂, pero este carbono ya había sido absorbido por las plantas de las que provienen los pellets. Aunque existen varios tipos, los más comunes son los pellets de madera. Un inconveniente es que a veces producen hollín y cenizas que hay que limpiar. Como en todas las estufas, necesitan aire para la combustión, y este aire, que viene del exterior, puede enfriar un poco la habitación.
Las estufas de pellets modernas tienen sistemas automáticos para alimentar el fuego y controles electrónicos que permiten regular la potencia y programar su funcionamiento. Son muy eficientes, aprovechando entre el 85% y el 95% de la energía del combustible.
Estufas eléctricas
También se usa la electricidad para calentar, la mayoría de las veces por efecto Joule.
Estufas de campo
Este tipo de chimenea es muy popular en Uruguay. Su éxito se debe a que en 1949, el almanaque del BSE (Banco de Seguros del Estado) publicó un plano y una descripción completa de cómo construirla, hechos por Juan Antonio Gonzáles.
Regulación de emisiones
Muchos países tienen leyes para controlar la cantidad de sustancias que las estufas liberan al aire. Desde 2015, en Estados Unidos, las regulaciones de la EPA (Agencia de Protección Ambiental) exigen que todas las estufas de leña fabricadas limiten la emisión de partículas a 4.5 gramos por hora para estufas con posquemadores, o 2.5 gramos por hora para estufas con convertidores catalíticos.
En las estufas modernas, la temperatura del fuego puede ser tan alta que el combustible se quema de forma muy completa. Una estufa de mampostería bien encendida produce muy poca contaminación por partículas y no acumula creosota en la chimenea. Algunas estufas modernas emiten tan solo entre 1 y 4 gramos por hora, lo que significa casi nada de humo visible. Esto se logra quemando la mayor cantidad posible de material, lo que resulta en una eficiencia del 60% al 70%, mucho más que el menos del 30% de una chimenea abierta.
Eficiencia de las estufas
Las estufas son más eficientes, fáciles de controlar y producen menos humo que los fuegos al aire libre o las chimeneas simples. En un fuego abierto, los combustibles sólidos arden a una temperatura baja (unos 240 °C), lo que no permite una combustión completa. Gran parte del calor se pierde por convección, y el humo puede llevar partículas sin quemar (como hollín o brea). Además, el aire para la combustión es difícil de controlar, y el aire frío del exterior enfría la habitación.
Al encerrar el fuego en una cámara y conectarla a una chimenea, se produce un efecto llamado "tiro térmico". Los gases calientes de la combustión, al ser menos densos que el aire, suben por la chimenea, creando una succión que atrae aire fresco al fuego. La cantidad de este aire se puede regular, lo que permite que la temperatura de la combustión suba (hasta 600 °C), logrando una quema más eficiente. El encierro del fuego también reduce las pérdidas de calor por convección. Con un buen diseño, los gases quemados pueden dirigirse dentro de la estufa para que las partículas de hollín se calienten y se quemen, produciendo aún más calor.
Encerrar el fuego también limita la cantidad de aire que la chimenea extrae de la habitación. Un exceso de aire frío que entra por la chimenea representaría una pérdida significativa de calor.
Algunas estufas de gas usan un convertidor catalítico que quema las partículas de gas y humo que no se quemaron antes. Otros modelos tienen un diseño que aísla la cámara de combustión y un gran deflector para que los gases calientes recorran un camino más largo. Las estufas modernas a menudo tienen una ventana para ver el fuego y dejar pasar un poco de luz.
Aunque las estufas suelen ser más eficientes que las chimeneas, hay excepciones. Por ejemplo, un tipo de calentador de agua muy común en Irlanda puede tener más del 80% de eficiencia, mientras que un tipo de estufa común en China puede tener menos del 15%.
Véase también
En inglés: Stove Facts for Kids
- Brasero
- Temporizador
- Termostato
