Cómo construir un gasificador de madera casero: proyectos de bricolaje con leña y virutas

A lo largo de miles de años de historia, la humanidad ha aprendido a extraer petróleo y gas, inventó la electricidad, utiliza la energía eólica y solar, pero aún quema madera en las calderas. Leña, serrín, madera vieja, residuos de las empresas de procesamiento de madera – todo esto se puede utilizar si se fabrica un gasógeno de leña casero.

Muchos artesanos utilizan con éxito este dispositivo para el hogar e incluso para el automóvil. Si usted se ha interesado en este tema, o ha tenido la idea de fabricar un generador por sí mismo, le contaremos cómo llevarlo a la práctica.

En nuestro material hablaremos sobre el principio de funcionamiento del gasógeno de leña, las ventajas y desventajas de dicho sistema, así como sobre cómo ensamblar dicho dispositivo por sí mismo.

Principio de funcionamiento de los gasógenos de leña

La quema rápida de leña al aire libre proporciona, principalmente, cierta cantidad de calor útil. Pero la madera se comporta de manera muy diferente durante la llamada combustión por pirólisis, es decir, cuando se quema en presencia de una cantidad muy pequeña de oxígeno.

En tal situación, no se observa tanto combustión como combustión lenta de la madera. Y el producto útil de este proceso no es calor, sino gas combustible.

Los gasógenos alguna vez se utilizaron activamente como proveedores de combustible para automóviles. Y hoy en día todavía se pueden encontrar ocasionalmente vehículos que funcionan con el gas que producen:

Con la combustión lenta de la madera, se obtiene una mezcla que contiene los siguientes productos:

• metano (CH₄);
• hidrógeno (H₂);
• monóxido de carbono (también conocido como CO o gas de monóxido);
• diversos hidrocarburos saturados;
• dióxido de carbono (CO₂);
• oxígeno (O₂);
• nitrógeno (N);
• vapor de agua.

Solo una parte de estos ingredientes son gases combustibles, el resto – son contaminantes o lastre no combustible, del que es mejor deshacerse. Por lo tanto, no basta con quemar la madera en una instalación especial, sino que también hay que limpiar el resultado y enfriar la mezcla de gas obtenida.

En condiciones de producción industrial, este proceso incluye las siguientes etapas:

1. Quema de combustible sólido en presencia de una cantidad pequeña (aproximadamente 35% de lo normal) de oxígeno.
2. Limpieza primaria gruesa, es decir, separación de partículas volátiles en un filtro de vórtice ciclónico.
3. Limpieza secundaria gruesa, en la que el gas se limpia con un filtro de agua, utilizando el llamado depurador o scrubber.

Los dispositivos caseros para uso doméstico tienen un aspecto más sencillo y ocupan menos espacio, pero su principio de funcionamiento y construcción son muy similares. Antes de comenzar a fabricar dicho dispositivo, es necesario pensar bien en todo, así como elaborar o encontrar un proyecto del equipo.

Este esquema permite comprender el funcionamiento de un gasificador de leña: la leña se carga desde arriba, llega a la cámara de combustión, donde se introduce una pequeña cantidad de aire, y donde tiene lugar el proceso de combustión lenta del combustible y la liberación de gas combustible.

En Internet hay muchas recomendaciones sobre cómo hacer un gasificador de madera casero. Algunas de ellas están acompañadas de planos realmente realistas para su implementación.

Los artesanos que ya han logrado llevar a cabo en cierta medida este fascinante proceso señalan que puede requerir mucho tiempo y esfuerzo. Es posible que haya que realizar más de una modificación y llevar a cabo una serie de experimentos para obtener un equipo con características aceptables.

Este esquema, que muestra el principio de funcionamiento de una instalación industrial de gasificación, permite hacerse una idea de los elementos individuales de un gasificador doméstico.

Ventajas y desventajas del sistema

Los gasificadores son extremadamente convenientes de usar. Si el equipo está fabricado correctamente, cumpliendo con todos los requisitos de seguridad, se puede cargar combustible muy raramente. Por ejemplo, se puede cargar leña en la cámara solo una vez al día, y si se utiliza carbón vegetal como combustible, será suficiente una vez por semana.

Los modelos industriales de gasificadores domésticos de madera son extremadamente cómodos y seguros, sin embargo, el costo de dicho dispositivo suele ser muy alto.

Pero esto se aplica, más bien, a los dispositivos de fabricación industrial. Por supuesto, el funcionamiento de un gasificador casero debe controlarse cuidadosamente. La temperatura del gas caliente puede ser muy alta, y el riesgo de incendio también aumenta considerablemente.

La madera – un material accesible. En la cámara de carga del gasificador se pueden introducir tanto leña, como astillas, aserrín prensado, cualquier residuo de la industria maderera y materiales que contengan celulosa. El carbón vegetal seco y ligero es excelente como combustible. Si las dimensiones del depósito lo permiten, se puede cargar leña incluso sin partir previamente, entera.

Para la combustión en el gasificador son adecuados prácticamente cualquier material que contenga celulosa, pero es importante no olvidar un nivel de humedad aceptable de dicho combustible para aumentar la eficiencia del equipo.

El producto obtenido de la combustión, el gas combustible, se puede utilizar para resolver diversas tareas: calentar la casa, hacer funcionar el motor de combustión interna de un automóvil, incluso para generar electricidad. Pero también vale la pena recordar las 'desventajas' de este útil dispositivo.

Para empezar, un modelo industrial de gasificador, fiable, seguro y cómodo, cuesta bastante caro. No todos los propietarios de una casa o casa de campo pueden permitirse dicho aparato. Pero incluso la creación de un gasificador casero a partir de materiales improvisados puede resultar en una suma considerable.

No siempre se pueden utilizar cualquier material improvisado. Todas las partes del aparato deben ser muy resistentes y capaces de soportar altas temperaturas. Será necesario un equipo de soldadura, así como habilidades para trabajar con él. Habrá que cortar y soldar metal.

El combustible para un gasificador de madera debe tener un tamaño y configuración que le permitan moverse libremente hacia abajo por la tolva hacia la cámara de combustión.

Al calcular cuánto costará crear un gasificador casero con aserrín, también se deben tener en cuenta los materiales consumibles. Se necesitará hierro fundido para la parrilla; es muy posible que para la tapa haya que encontrar o comprar un resorte especial.

También se necesitan juntas resistentes al calor para las escotillas, para la conexión de los elementos individuales del dispositivo, etc. Antes de fabricar el gasificador, hay que calcular todo cuidadosamente.

Otro gasto del gasificador – es la electricidad, necesaria para la inyección forzada de aire en la cámara de combustión. Si por alguna razón se corta la electricidad, el gasificador no podrá funcionar.

Esta situación es inaceptable, ya que una disminución de la temperatura de combustión puede provocar la contaminación del dispositivo con alquitrán. Como resultado, habrá que detener el proceso, limpiar el gasificador y luego volver a ponerlo en marcha.

Aunque parezca que se puede cargar el gasificador con casi cualquier combustible, hay que recordar que debe descender gradualmente por la tolva a medida que se quema. Por lo tanto, la leña para el generador debe prepararse partiéndola en trozos más o menos del mismo tamaño.

Fabricación del dispositivo por sí mismo

Primero hay que decidir para qué fines se fabricará el gasificador: para el hogar o para el automóvil. En el último caso, se da prioridad al bajo peso y al tamaño compacto. El mejor material para el gasificador de automóvil es el acero inoxidable, caro pero resistente y ligero. En cambio, para el hogar se fabrica un dispositivo grande con materiales disponibles, que son más fáciles de encontrar y más baratos.

Analicemos un ejemplo de fabricación de un gasificador para suministrar combustible a una motocicleta:

Para suministrar combustible gaseoso a un motor de gasolina, es necesario enfriarlo, limpiarlo y mezclarlo con aire en las proporciones adecuadas. Para ello, el equipo debe equiparse con un ventilador de encendido, un ciclón, un filtro, un mezclador y un enfriador.

Falta complementar el generador de gas casero con dispositivos que aseguren el funcionamiento normal y resolver los problemas de su instalación en una motocicleta con sidecar.

Por supuesto, cuanto más cercanas sean las dimensiones y la configuración del generador de gas casero al modelo industrial, más eficientemente funcionará el dispositivo. Hacer en casa una copia exacta de un generador de gas fabricado en fábrica es difícil y, además, no es necesario.

Es más sencillo copiar un agregado casero ya hecho, pidiéndoselo a conocidos, amigos, o simplemente utilizando información en internet.

Primero se fabrican los componentes principales del generador de gas, luego se ensamblan en un único dispositivo. Para fabricar dicho dispositivo, es necesario preparar los siguientes elementos:

1. Cuerpo.
2. Depósito de combustible.
3. Cámara de combustión.
4. Cuello de la cámara de combustión.
5. Unidad de distribución de aire.
6. Unidad de filtrado.
7. Tubo de conexión de la cámara de combustión.
8. Rejilla de parrilla, puertas y otros elementos similares.

La carcasa, que a veces se denomina cámara de llenado, puede tener forma cilíndrica o cúbica. Por lo tanto, el artesano tiene dos opciones para su fabricación: usar un recipiente metálico adecuado, modificándolo ligeramente, o hacer la carcasa 'desde cero' con perfil angular y chapa metálica.

Para fabricar un gasificador casero se pueden usar materiales disponibles, como un barril metálico, viejos cilindros de gas, el cuerpo de un extintor, etc.

De manera similar se fabrica la tolva para combustible sólido, es decir, también con chapa metálica y perfil angular. Posteriormente, la tolva se fija dentro de la carcasa, por lo que sus dimensiones deben ser las adecuadas. Sin embargo, a veces es más sencillo convertir en tolva una parte de la carcasa del gasificador. Para ello, se separa una parte del espacio mediante placas metálicas.

El material adecuado para el interior de un gasificador de leña – acero de bajo contenido en carbono. La carcasa debe cubrirse con una tapa que ajuste firmemente. El sellado – es una condición importante para el correcto funcionamiento del generador, ya que es así como se asegura la entrada de una cantidad limitada de oxígeno.

Un gasificador casero – es un dispositivo bastante pesado, hay que preocuparse por su estabilidad. Para ello, se sueldan patas resistentes a la parte inferior de la carcasa. La tapa, a través de la cual se realiza la carga de combustible, merece especial atención.

A veces es pesada y no es fácil levantarla solo. Para solucionar el problema, se puede utilizar un muelle amortiguador especial.

Para la cámara de combustión se necesitará un acero especial resistente al calor, ya que es aquí donde ocurre la combustión del combustible a temperaturas muy altas. Sin embargo, para estos fines se puede usar con éxito un cilindro vacío de gas doméstico. Servirá tanto un recipiente nuevo como uno usado.

Si el cilindro de gas para fabricar un gasificador doméstico se ha usado anteriormente, es mejor llenarlo de agua antes de comenzar los trabajos de soldadura. Esto evitará una posible ignición de los residuos de gas.

El cuello metálico de la cámara de combustión, en el que se realiza otro proceso importante – el craqueo de resinas – debe separarse de los demás elementos con juntas resistentes al calor especiales. El amianto se considera un material adecuado para ello, pero es mejor usar materiales más modernos y seguros.

La unidad de distribución de aire se conecta a la estructura mediante un racor, junto al cual se instala una válvula de retención. La función de este elemento – regular la entrada de aire al combustible y evitar la fuga del gas combustible obtenido, por el cual se concibió la creación del generador.

Entre la caja de distribución de aire y la parte media de la cámara de combustión deben ubicarse orificios de calibración especiales llamados toberas. Después de la cámara de combustión se instala un sistema de filtros para limpiar la mezcla de gas obtenida de las impurezas. La rejilla de parrilla está diseñada para la limpieza de la cámara de combustión.

Generalmente se fabrican de hierro fundido. Para facilitar el proceso de limpieza, la parte media de la parrilla se puede hacer móvil o desmontable. Las compuertas proporcionan acceso a los diferentes compartimentos del gasógeno y sirven para cargar leña, limpiar la cámara de combustión, etc. Por supuesto, todas estas compuertas deben ser herméticas y estar selladas con juntas resistentes al calor.

En la parte inferior se monta un tubo de conexión por donde la mezcla de gas obtenida pasa al módulo de filtrado y luego al enfriador. Para fabricar un pequeño filtro ciclónico se puede utilizar el cuerpo de un extintor viejo u otro recipiente metálico de tamaño y configuración adecuados.

En este diagrama se muestra claramente la estructura y el principio de funcionamiento del filtro purificador ciclónico. Con él se puede realizar la limpieza primaria del gas obtenido del funcionamiento del gasógeno.

Funciona de la siguiente manera: en la parte superior del ciclón se inyecta gas caliente contaminado. Luego, en el cuerpo circular, comienza a girar. Bajo la acción de las fuerzas centrífugas, las partículas de impurezas se desplazan hacia la parte inferior del dispositivo y salen a través de la abertura de descarga. El gas purificado sale a través de otra abertura en la parte superior del filtro.

En condiciones domésticas, se puede utilizar un radiador común como enfriador o fabricar un serpentín especial. El gas caliente circula a lo largo de esta larga estructura y se enfría gradualmente. Si se desea, se puede organizar un enfriamiento por agua.

Se considera que un gasógeno doméstico puede 'procesar' madera de cualquier humedad, incluso del 50%, lo cual es típico de la madera recién cortada. En la práctica, cuanto mayor sea la humedad del combustible, menor será la eficiencia del gasógeno. No se recomienda cargar combustible con una humedad superior al 20%.

Una pequeña modificación del dispositivo permitirá corregir la situación. Desde el tubo de la cámara de combustión se debe conducir un conducto de gas anular, colocándolo en el espacio entre las paredes del cuerpo y el lado exterior de la cámara de carga.

Como resultado, parte de la energía térmica se transferirá al combustible, lo que permitirá reducir su humedad. Además, se necesitará menos tiempo para enfriar y el rendimiento del generador aumentará.

Información valiosa sobre gasógenos

A veces, las expectativas de los propietarios de viviendas particulares que consideran la compra o fabricación casera de un gasógeno resultan demasiado optimistas en comparación con la situación real.

Existe la opinión de que la eficiencia del gasificador, que es de aproximadamente el 95%, supera significativamente la eficiencia de una caldera de gas de suelo común, que alcanza el 60-70%. Estas cifras son correctas en general, pero no es correcto compararlas.

En la fabricación de un gasificador casero se utilizan cilindros de gas viejos, bidones, utensilios de cocina, etc. Un dispositivo prácticamente gratuito consume combustible no muy caro de manera eficiente, con un rendimiento bastante alto.

El primer indicador refleja la eficiencia de producción de gas combustible, y el segundo – la cantidad de calor obtenido durante el funcionamiento de la caldera. En ambos casos se quema madera, pero el resultado de este proceso difiere cualitativamente. Si posteriormente el gas combustible obtenido mediante la combustión por pirólisis de la madera se utiliza para calentar la vivienda, entonces se podrá realizar dicha comparación.

También hay que recordar que los gasificadores caseros, aunque pueden funcionar con un alto rendimiento, rara vez son tan eficientes como los modelos industriales. Este aspecto debe tenerse en cuenta ya en la etapa de diseño del equipo y en el cálculo del coste del proyecto y su eficiencia esperada.

Si la necesidad de crear un gasificador se debe únicamente al deseo de mejorar el sistema de calefacción del hogar, vale la pena considerar un dispositivo similar – una caldera de pirólisis, que funciona con principios muy similares. Su principal diferencia con el gasificador es que el gas producido se quema de inmediato, y la energía obtenida se utiliza para calentar el fluido caloportador en el sistema de calefacción de la casa.

En dicho dispositivo se instala una cámara de combustión adicional, a la que es necesario organizar un suministro de aire independiente. Si se necesita calentar la casa con un gasificador, también será necesario elegir un convector para la calefacción. Esto aumentará los costos de modernización o instalación de la calefacción. Es necesario calcular si vale la pena el esfuerzo en ese caso.

Un punto importante – el mantenimiento adecuado del gasificador durante su funcionamiento. La publicidad afirma que es un dispositivo universal en el que se quema todo: desde aserrín hasta madera recién cortada.

Pero la publicidad omite el hecho de que al cargar materia prima húmeda, la cantidad de gas combustible obtenido puede reducirse en un 25% o más.

El mejor combustible para un gasificador doméstico – es el carbón vegetal. Al quemarlo no se gasta demasiada energía en evaporar el exceso de humedad, lo que permite obtener la máxima cantidad de gas combustible.

El combustible óptimo para un gasificador, según los especialistas, es el carbón vegetal. Al quemarlo, se consume una cantidad mínima de energía en la evaporación de la humedad, lo que permite acelerar los procesos de pirólisis.

Los propietarios de vehículos pueden contar con un gasogenador no solo para calefacción, sino también para hacer funcionar su vehículo. De hecho, en Europa hay muchos automovilistas que han adaptado con éxito sus vehículos para funcionar con leña. Pero la mayoría de las veces son dispositivos compactos y resistentes, fabricados de acero inoxidable fino y resistente.

El costo de tales unidades, incluso fabricadas por uno mismo, no es pequeño. En la realidad rusa, los gasogenadores para automóviles se fabrican con medios improvisados y se instalan en vehículos de carga.

El efecto de su funcionamiento no es alto; generalmente, la presencia de dicha unidad conlleva fenómenos como un encendido prolongado, la necesidad de mantener el motor funcionando constantemente a altas o medias revoluciones, lo que contribuye a su rápido desgaste.

Para el automóvil, lo mejor es utilizar un gasogenador de calidad, fabricado en acero inoxidable resistente, con un peso relativamente bajo y dimensiones compactas.

Una opción interesante de uso del gasogenador en viviendas particulares – el uso del gas combustible para una central eléctrica doméstica. Este proyecto se implementa con un motor diésel de combustión interna.

Conclusiones y video útil sobre el tema

En este video se muestra el proceso de funcionamiento de un gasogenador casero:

Aquí se presenta una interesante experiencia en la creación de un gasogenador casero teniendo en cuenta los errores cometidos:

Esta es una versión de un gasogenador compacto diseñado para instalar en un vehículo:

Fabricar con sus propias manos un gasogenador viable no es tan sencillo. La mayoría de las veces, estas unidades se hacen para automóviles, pero también son efectivas en los hogares. Un artesano hábil que no teme a las dificultades y está dispuesto a experimentar puede lograr esta tarea.

Si durante la lectura de la información le surgieron preguntas o tiene recomendaciones sobre el montaje propio de un gasogenador de leña, por favor, deje sus comentarios a continuación.