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Construcciones

Horno Hoffmann elíptico

Descripción funcionamiento

Descripción funcionamiento

Frtisch-Holzer

El horno continuo fue patentado en Alemania por Frederik Hoffmann en 1858, revolucionando así la industria de producción de teja y ladrillo debido a los avances tecnológicos que se proponían: permitía una cocción más uniforme, y resultaba mucho más económico en términos de consumo y trabajo, incrementó la producción de una forma espectacular, hasta 10 millones de ladrillo por planta al año.

Su forma responde a un criterio de ahorro y optimización energética. Aunque los primeros hornos tuvieran forma circular pronto se adoptó la forma elíptica, ya que permitía una mayor producción. El círculo interior se divide de 12 a 24 cámaras, que e encuentran conectadas interiormente y al mismo tiempo a un conducto que expulsa el aire hacia una chimenea. Las cámaras se cerraban de forma temporal con una puerta o pared de ladrillo hasta que finalizaba el proceso de cocción.

En las cámaras se depositaban entorno a 25000 ladrillos, y se encendía fuego en cada una de las cámaras, el calor producido por estos focos no sólo servía para cocer los ladrillos de una sola cámara sino que también precalentaba las cámaras adyacentes. Mientras este proceso estaba en marcha, se impulsaba aire al interior, generando una corriente que circulaba a través de la puerta de la cámara en la que se habían descargado los ladrillos pero en sentido opuesto de forma que se enfriaban las piezas ya cocidas de ésta y de las cámaras adyacentes.

El fuego se avivaba de forma continua en todo el edificio en un proceso sin fin que era óptimo en términos energéticos. El combustible utilizado mayoritariamente era el carbón, auque en algunos se utilizaba gas. La cubierta de un horno en anillo contenía muchas aberturas, cubiertas con tapas metálicas, lo que se conocen como “agujeros de alimentación”, por allí los trabajadores experimentados añadían pequeñas cantidades de carbón cuando era necesario con una pequeña pala.

En el libro de Alfred B. Searle publicado en 1914, “Cement, concret and bricks” se decribe a la perfección la forma de trabajo de un horno elíptico:

“suponiendo que el horno se encuentra a pleno rendimiento, ocurre lo siguiente: se introduce combustible por los agujeros que cubren las cámaras 1, 2 y 3. Se coloca una pequeña cantidad de combustible sobre cada agujero cada cuarto de hora. El número 1, estará casi completo. Los gases calientes del combustible ardiendo se conducen hacia las cinco cámaras adyacentes (4, 5, 6, 7, y 8 ) que precalentarán gradualmente los ladrillos sin ningún requerimiento más. Tras esto, los gases tendrán una temperatura tan baja que no serán útiles y se llevan a través de un conducto hacia la cámara 8, al conducto principal que enlaza con la chimenea. Todos los respiraderos de las cámaras 1ª 7 se mantienen mientras tanto cerrados, así el calor disponible en el interior se utiliza para calentar los ladrillos que se cocerán.

Las cámaras 9, 10 y 11 contienen ladrillos frescos todavía, los cuales han de ser separados del resto del horno. Su temperatura se debe elevar hasta 20 grados mediante fuentes de calor separadas; para calentarlas mediante gases de deshecho, provocaría que se cubrieran de escorias, aunque para algunos propósitos no importaría y sí que se utilizarían como tal y se introducirán en el denominado “círculo del horno” sin ningún calentamiento preliminar. Ordinariamente, sin embargo, los ladrillos se han de calentar con el aire lo más puro posible, hasta que su temperatura es tal que no se puedan producir condensaciones cargadas de productos nocivos sobre ellos. El aire caliente más puro posible que se puede conseguir es el que se introduce en las cámaras 14, 15 y 16, para enfriar los ladrillos, y muchos hornos tienen chimeneas adicionales para introducir aire caliente para este propósito.”  

Tan pronto como los ladrillos han llegado a una temperatura de 120º la partición entre la cámara 8 y la 9 se elimina. El respiradero de la cámara 8 se cierra y el suplemento de calor hacia la cámara 9 se corta. Los gases calientes del combustible entonces pasan a la cámara 9 y esta última se “lleva alrededor del horno”. Mientras, la cámara 12 se rellena y la cámara 13 se vacía.

Las cámaras 14, 15 y 16 contienen ladrillos que están enfriándose, esto se consigue de forma automática mediante la ventilación forzada del horno que introduce aire frío a través de la puerta abierta de la cámara 13. El aire que ha entrado primero, toma contacto con los ladrillos fríos, y se calienta gradualmente tomando el calor de los ladrillos que se están enfriando a lo largo de su trayecto hasta que, cuando llega a las cámaras en las que se está quemando combustible (cámaras 1, 2 y 3), ésta se encuentra a la misma temperatura que los ladrillos más calientes del horno y asegura, con un manejo cuidadosos, una combustión muy completa del combustible sin apenas desperdicio de calor.

Cualquier descripción del funcionamiento de un horno continuo parece, necesariamente, complicada, pero en realidad estos horno son muy simples. Siempre que una cámara se llena, su contenido se calienta primero con aire caliente y luego se lleva entorno al horno como se ha descrito. Entonces no necesita más atención hasta que se encuentran tan caliente que se necesita muy poco combustible para alimentar y mantener la combustión. Tan pronto como el contenido de la cámara se ha calentado suficientemente, la adición de carbón cesa, y otra cámara se lleva entorno al horno, y así continuamente; una cámara vaciándose y otra siendo rellenada continuamente, y el fuego moviéndose alrededor del horno de forma perfectamente regular y continua.”

Con este procedimiento únicamente se producían daños en un 3% de la producción, si no se llevara de una forma correcta los daños podrían elevarse hasta el 50%. Otro riesgo importante para la producción es la climatología ya que una tormenta puede crear un calentamiento irregular. En ocasiones el horno se simplificaba separando las cámaras por grandes planchas de acero, que se controlaban desde el exterior, y que se abrían o cerraban según resultara necesario para el proceso anteriormente descrito.

Los gases que expulsa este tipo de horno tienen una temperatura por debajo de 130º, mientras que los más antiguos tenían una temperatura de 800º de forma que se perdía mucho más calor.

Este tipo de construcciones se siguen utilizando en algunas partes de China, especialmente en Mongolia, aunque el procedimiento que utilizan presenta algunas diferencias que lo hacen menos eficiente que el horno Hoffmann.

Bibliografía en pdf:

«Cement, concrete and bricks», Alfred B. Searle, 1914.

«Modern brickmaking», Alfred B. Searle, 1911. Chapter 8 (p.243-367)

«Dictionary of arts, manufactures, and mines containing a clear exposition of their principles and practice», Vol.III, 1875.

«Architectural pottery: bricks, tiles, pipes, enamelled terra-cottas, ordinary and incrusted quarries, stoneware mosaics, faïences, and architectural stoneware», Leon Lefêvre, K.H. Bird and W. Moore Binns, 1900.

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