El contenedor del horno

Para favorecer la circulación del aire por el interior del contenedor, lo deseable es tener una forma sencilla y sin recovecos.

Muchos hornos son cuadrados porque son más fáciles de construir pero una forma redonda y cilíndrica es la ideal. La relación entre altura y diámetro de la base (o anchura versus profundidad de la base) puede variar, pero el calor se distribuye mejor en sentido horizontal. Por tanto si partimos de un cubo y queremos ampliar el volumen, será mejor ampliar la base y no ampliar la altura.

La circulación de gases seguirá líneas curvas y evitaremos los ángulos rectos. El canal de evacuación con el comienzo de la chimenea siempre hace un ángulo recto y esto es inevitable pero el resto del flujo debe tener líneas curvas. Por este motivo, en todos los tipos de tiro (excepto en la ventilación forzada descendente) es importante que el techo sea abovedado para facilitar la circulación de aire y gases. 

En general hay dos tipos de bóvedas utilizadas en el techo de un horno: las generadas por un arco de medio punto y las generadas por un arco catenario.

El arco de medio punto es un segmento de una circunferencia y su peso ejerce una fuerza hacia afuera en los muros de apoyo. por lo que el horno necesita tirantes de hierro externos que inmovilicen posibles movimientos en las paredes de ladrillo. El arco catenario es el que se forma cuando cogemos una cadena y la dejamos colgar cogiéndola de sus extremos, de forma que la gravedad es la que genera la curva. Invirtiendo esa curva se obtiene un arco catenario y su principal característica es que su peso ejerce fuerza hacia abajo sobre los muros de apoyo, por lo que no se necesitan refuerzos. Sin embargo, el arco de medio punto permite un uso más eficiente del espacio.  

Situación de la puerta

En el contenedor debe haber una puerta por la que se introducen y se sacan las piezas. En este sentido tenemos hornos de carga frontal y de carga superior. Dentro de los de carga frontal podemos resaltar los de carga frontal con vagonetas que se usan a nivel industrial en los hornos continuos, aunque también se utilizan en determinados hornos de uso intermitente; en estos casos, la vagoneta en donde cargamos las piezas forma parte integral del horno y el suelo de la vagoneta es también el suelo del horno, o incluso el fondo de la vagoneta es también la pared del fondo del horno. Entre los hornos de carga superior destacan aquellos en los que tenemos la base inmóvil donde cargamos las piezas y el resto de la estructura se eleva mediante una estructura de hierro y poleas.

Podemos considerar también como hornos de carga superior todos los realizados con bidones, hoyos en el suelo (Pit Firing), etc… muy útiles en procesos tipo rakú.

En hornos grandes donde entramos andando al interior, se solía hacer la puerta con ladrillos numerados y recibidos con una arcilla cada vez que hacíamos una hornada. Hoy en día, lo normal es tener puerta con bisagras para cualquier tamaño de horno, excepto para los hornos de vagoneta, ya que en este caso la puerta va incluida en la vagoneta.

Materiales empleados en la construcción del horno

Para retener el calor, el horno debe construirse con materiales que sean suficientemente refractarios, de modo que no se produzca su fusión, agrietamiento o reblandecimiento y sean suficientemente aislantes para reducir al mínimo la pérdida de calor. 

En general hay dos tipos de materiales en el mercado para la construcción de hornos: ladrillos refractarios y fibra aislante.

Los ladrillos refractarios se clasifican por la ASTM (American Society for Testing Materials) en los tipos siguientes:

Tipo ASTM202326283032
Temperatura límite1.100 º C1.260 º C1.430 º C1.540 º C1.650 º C1.760 º C

En los hornos se emplean dos tipos de ladrillos refractarios: los duros y los blandos. Los duros se encuentran en los almacenes de materiales de construcción y se usan para las soleras, chimeneas y zonas que deben soportar mayor carga, pero son poco aislantes. Los ladrillos blandos son blancos, ligeros y porosos y son muy aislantes. Se utilizan para construir las paredes del contenedor. Los más utilizados se conocen bajo la denominación genérica K-26 y son capaces de resistir repetidas cocciones a 1.350ºC. Su principal inconveniente es su precio elevado. 

Otra posibilidad para aislar el horno es la fibra cerámica aislante. La principal diferencia de ésta respecto al ladrillo refractario es su menor inercia térmica, es decir, los hornos de fibra se calientan y enfrían más rápido ya que la fibra almacena mucho menos calor que los ladrillos. En la actualidad, la fibra cerámica, es el material más utilizado con diferencia. Hay muchos tipos según la temperatura de utilización, por lo que hay que consultar los catálogos donde vienen las especificaciones. Su colocación es sencilla ya que va cogida con unos tirantes de acero refractario y unas piezas cerámicas llamadas cuplós. 

Los ladrillos del horno no llevan mortero, pero hace falta algo de cemento refractario para nivelar las hiladas de ladrillos y mantener el nivel. Los cementos refractarios se encuentran fácilmente como materiales de construcción. Si queremos hacerlo, una posible fórmula es 60% de arcilla refractaria mas 40% de chamota – malla 30, añadiendo 1% en peso de silicato sódico.

Hoy en día pocos hornos son de los llamados de obra, más bien la mayor parte de ellos son estructuras de hierro forradas de fibra en su interior. Es una construcción sencilla, barata y que no requiere conocimientos de albañilería ni de construcción en general.

Si el horno va a ser grande tendrá bastante peso y conviene hacer una cimentación en el suelo donde se vaya a ubicar. Si el horno va a tener patas y es muy pesado, conviene también distribuir el peso soldando unas chapas a la base de las tapas.

Para-fuegos, Muro deflector y Canal de evacuación

En los hornos con llama, dentro del contenedor hay que poner para-fuegos y muro deflector. También es necesario que dispongan de un canal que será por donde los gases se dirijan a la chimenea, que se llama canal de evacuación. 

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