En una cámara de combustión con parrilla de empuje, el lecho de brasas, el movimiento de la parrilla y los álcalis atacan en puntos muy distintos. Quien coloca el mismo material en todas partes, o paga de más o vuelve a tener una parada el próximo invierno.
Por dentro, una cámara de combustión parece igual de caliente en todas partes. No lo es. Sobre la parrilla hay un lecho de brasas que se mueve con cada empuje y desgasta la pared por abrasión mecánica. Dos metros más arriba, donde entra el aire secundario, se alcanzan la temperatura más alta y la mayor turbulencia. Más arriba aún, a la entrada de la caldera, los gases de combustión se enfrían, y es justo allí donde se depositan los álcalis. Tres zonas, tres solicitaciones completamente distintas, en un único espacio.
Los fabricantes habituales de instalaciones de combustión de madera hablan en su documentación del «revestimiento completo del hogar con chamota». Es correcto y, aun así, incompleto: dice que se reviste, pero no con qué ni dónde. Esa decisión se toma en obra, y de ella depende la vida útil.
La parrilla de empuje hace avanzar el lecho de combustible por etapas. Lo que roza a lo largo de la pared lateral es una mezcla de brasas, cenizas e impurezas minerales: arena del apilado en el caso de la astilla forestal y, en la madera recuperada, también piedras y metal. Este movimiento actúa como una lija, hora tras hora, durante toda la temporada de calefacción.
Frente a la abrasión mecánica, un ladrillo cocido es superior a una masa sin cocer. Se ha cocido en fábrica a más de 1300 °C, su estructura está acabada y su densidad es uniforme. Una masa monolítica no endurece hasta que entra en servicio, y lo hace más rápido en la superficie caliente que en profundidad. Es precisamente en la zona donde roza el lecho de brasas donde resulta más vulnerable.
Por encima de la zona de parrilla, la relación se invierte. Allí ya no hay abrasión, pero sí geometría: esquinas, planos inclinados, la transición a la caldera, pasos para el aire secundario y la instrumentación. Ejecutar cada una de estas formas en ladrillo supone trabajo de ajuste, muchas juntas y muchos puntos donde puede empezar un daño.
Allí, un revestimiento monolítico no tiene juntas. Se adapta a la forma, envuelve sin juntas los anclajes y los pasos y puede colocarse de una sola vez. Lo que sobre la parrilla es una desventaja, que no alcanza su resistencia final hasta que entra en servicio, aquí no tiene importancia.
La cuestión no es si el ladrillo o la masa es mejor material. La cuestión es cuál es la solicitación más fuerte en ese punto, y el material se elige en función de ella.
Donde se encuentran dos materiales se forma el punto más débil de todo el revestimiento. El ladrillo y la masa se dilatan de forma distinta y en momentos distintos: el ladrillo sigue la temperatura de inmediato, mientras que la masa reacciona con retraso y, además, contrae en el primer calentamiento.
Si el límite atraviesa la pared como una línea recta horizontal, se ha construido un punto de rotura continuo. Con el primer cambio de carga se abre, y a partir de ahí la grieta avanza por toda la longitud de la pared. Por eso el límite se endenta: las hiladas de ladrillo penetran escalonadamente en la masa, cada escalón desplazado respecto al siguiente. Una grieta que sigue un escalón termina en el siguiente.
El material refractario se dilata al calentarse. Una pared de cámara de combustión de diez metros crece varios centímetros. Si no tiene espacio para ello, se empuja contra sí misma y cede en algún punto, normalmente donde más caro resulta.
El aire secundario se insufla por encima del lecho de brasas y asegura la postcombustión de los gases ascendentes. Si las aberturas están mal situadas, la combustión completa empeora de forma medible: en las combustiones con parrilla de empuje habituales, la posición de las toberas forma parte del diseño de la combustión y no es un asunto secundario.
Para el montaje refractario, esto significa que las toberas se colocan durante el montaje y no se abren después a golpe de cincel. Una abertura taladrada a posteriori no tiene un borde cerrado, la estructura del material queda alterada alrededor del taladro y el aire fluye sin control a lo largo del revestimiento en lugar de entrar en la corriente de gases. Si se renueva un paño en el que hay toberas, su posición debe medirse antes y restituirse después, al milímetro.
La madera arde de forma más limpia que el carbón, pero su ceniza es químicamente más agresiva. El potasio y el sodio se evaporan en el lecho de brasas, ascienden con los gases de combustión y se condensan donde la temperatura baja: a la entrada de la caldera y en las primeras superficies de intercambio. Allí forman, con el óxido de silicio del revestimiento, compuestos de bajo punto de fusión. La superficie se vitrifica, se vuelve pegajosa y la ceniza se adhiere a ella.
Por eso en esta zona no debe colocarse la calidad más barata. Un material rico en alúmina ofrece a los álcalis menos superficie de ataque que una chamota corriente. En la madera recuperada y en los restos de poda y mantenimiento de paisaje, el contenido de álcalis es mayor que en la astilla forestal limpia: el combustible influye, por tanto, en qué material debe ir a la entrada de la caldera.
Recién montada, cualquier cámara de combustión tiene buen aspecto. Si realmente está bien lo revelan unos cuantos puntos que conviene examinar durante el recorrido de recepción:
El último punto es el que más a menudo se pasa por alto. Tras el montaje, un revestimiento monolítico contiene agua que debe salir lentamente. Si se calienta demasiado deprisa, se genera presión de vapor en la estructura y la superficie se desconcha. La ejecución más cuidadosa queda entonces inutilizada en pocas horas.
Una cámara de combustión no dura mucho porque se haya colocado el material más caro, sino porque en cada punto está el adecuado y las transiciones están bien resueltas.
Nuevo revestimiento de la cámara de combustión de una planta de cogeneración de biomasa con parrilla de empuje: aparejo de ladrillo sobre la parrilla, revestimiento monolítico por encima, transición dentada en escalones y toberas de aire secundario restituidas al milímetro.
Revisión a fondo de la cámara de combustión de una planta de cogeneración de biomasa, con renovación de la mampostería lateral, nuevas juntas de dilatación y limpieza exhaustiva para optimizar la eficiencia.
Revisión a fondo de la cámara de combustión de una planta de cogeneración de biomasa: mampostería lateral renovada, juntas de dilatación integradas y eficiencia térmica mejorada de forma duradera.
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