Rocket stove: princípios de design

Fogão foguete, eficiente e sem fumaça.
rocket-stoveIdentifiquei cada princípio com um nome para facilitar as referências.

O desenho ao lado é o esquema em corte de um típico fogão foguete (rocket stove) e suas medidas relativas. Para quem não conhece, note que ele não tem chapa e apenas uma boca para cozimento para uma panela por vez. Mas o importante é a tecnologia de construção simples da sua câmara de combustão vertical, que pode ser usada em qualquer fogão a lenha.

  1. Isolamento do fogo
    Isole ao redor do fogo, utilizando materiais leves e resistentes ao calor. Materiais pesados como argila e refratários são resistentes porque conduzem bem o calor, e por isso mesmo não são isolantes. Materiais isolantes são leves principalmente porque são porosos (bolhas de ar). Pedra-pome e vermiculite são exemplos de isolantes naturais.
    Os materiais isolantes são muito frágeis e não resistem à choques mecânicos. Em função disso considere construir a câmara com tijolos refratários e colocar isolantes ao redor dela.
    Uma maneira econômica e prática de isolar a câmara é encher de cinza de lenha nos espaços entre o refratário e a parede externa do fogão.
  2. Chaminé
    Coloque uma chaminé curta e isolada logo acima do fogo para queimar a fumaça e dar velocidade ao fluxo dos gases.
    Nos fogões com chapa e bocas com redução dá pra usar esses dispositivos também para aquecer a panela mais rapidamente. Já as chaminés grandes, além de levar os gases quentes pra rua, tem a função de dar velocidade ao fluxo de ar.
  3. Queima da Lenha
    A entrada da lenha deve ser feita de modo que apenas a ponta da lenha entre na câmara para a queima. Quando a madeira aquece ela começa a liberar fumaça.
    Os fogões que possuem uma portinhola na fornalha para que a lenha fique toda dentro da câmara de combustão precisam ser muito bem dimensionado e mais eficientes para dar conta de toda fumaça gerada para que não escape. Esse é um grande desafio par o design de fogões
  4. Aquecimento
    Ajuste a quantidade de gás e fogo de acordo com a necessidade de cozinhar (A madeira recebe calor e libera gás. O gás pega fogo e produz calor). Terá mais ou menos calor dependendo da quantidade de lenha colocada no fogo.
    Num fogão a lenha bem projetado esse deveria ser o único controle, a quantidade de lenha. Não precisaria de controles de entrada ou saída de ar.
  5. Fluxo de Ar
    Mantenha uma boa e rápida corrente de ar por meio da queima de combustível. Uma corrente de ar adequada irá ajudar a manter altas temperaturas em seu fogão. Como se ficasse soprando a brasa para torná-la mais quente. Um fogo quente é um fogo limpo.
  6. Balanço do Fluxo
    Pouca entrada de ar puxada para o fogo irá resultar em excesso de fumaça e carvão. Mas o excesso de ar apenas esfria o fogo e não é útil. Aberturas menores de acesso ao fogo ajudam a reduzir o excesso de ar. Melhorar a transferência de calor para a panela é o fator mais importante que irá reduzir o consumo de combustível em um fogão de cozinha. Melhorar a eficiência de combustão reduz a poluição, mas é menos importante que tentar economizar lenha.
  7. Área Transversal
    Mantenha do mesmo tamanho a entrada da fornalha, os espaços ao redor do forno por onde flui o ar quente e a chaminé. Isso é feito para manter a área transversal constante e ajudar a manter um bom fluxo de ar em todo o fogão. Uma boa corrente de ar não só mantém o fogo quente mas também é essencial para que o calor criado pelo fogo possa ser efetivamente transferido para a panela. Mas o ar não carrega muito bem a energia do calor, por isso uma parte dela precisa ir pelos materiais do fogão, a fim de realizar a tarefa de aquecer a comida ou água.
    O tamanho das aberturas é maior em fogões mais potentes que queimam mais madeira e fazem mais calor. Mas como regra geral, uma abertura quadrada para o fogo de 12 x 12 cm, com uma chaminé e túneis no fogão do mesmo tamanho, irá resultar num fogo adequado pra cozinhar pra uma família. Fogões comerciais precisam de aberturas, túneis e chaminés maiores porque fornalhas maiores exigem mais ar.
  8. Grelha
    Use uma grelha sob o fogo. Não coloque a lenha no chão da câmara de combustão. O ar precisa passar sob a lenha, através do braseiro e chegar ao fogo. Um suporte (tipo uma prateleira) na abertura do fogão levanta a lenha para que o ar possa passar por debaixo deles. Ao queimar a lenha, é melhor tê-los juntos e espalhados na grelha, com um espaço de ar entre cada madeira. A lenha ardente mantem o fogo quente, cada chama reforçando a outra para queimar de forma mais completa. O ar que passa por cima da lenha não é tão útil, porque é mais frio e esfria o fogo. Um fogo quente é limpo, mas quando frio pode ser muito sujo.
  9. Isolamento dos Canais
    Isole o caminho do fluxo de calor. Cozinheiros tendem a gostar de fogão que ferve a água rapidamente. Isso pode ser especialmente importante no período da manhã, quando os membros da família precisam começar a trabalhar. Se o calor passa para dentro do corpo do forno, a panela ferve menos rapidamente. Por que aquecer cinquenta ou cem quilos de fogão todas as manhãs quando o resultado desejado é para aquecer um quilo de alimento ou um litro de água? Usando materiais isolantes no fogão mantém os gases de combustão quentes, de modo que eles podem mais eficazmente aquecer a panela ou a chapa de ferro. Isolantes são porosos e muito leves. A argila, areia e outros materiais densos não são isolantes. Materiais densos absorvem calor e retiram do cozimento dos alimentos.
  10. Canais
    Maximizar a transferência de calor para a panela com canais de tamanho adequado. Para aumentar a transferência de calor use pequenos canais rentes à panela. Os gases de combustão quentes do fogo são forçados através destes canais estreitos a passar raspando a panela. Se o canal é muito largo, a maior parte dos gases de combustão quentes ficarão no centro do canal e não transferirão o seu calor para a superfície de cozimento. Se os canais são muito estreitos, o fluxo de ar diminui, fazendo com que o fogo fique mais frio, gerando fumaça e menos calor para a panela.
    Ao projetar um fogão, é possível diminuir o canal ao lado da panela ou abaixo da chapa até que o fogo se torne “preguiçoso”. E, por “tentativa e erro”, ir aumentando o canal pouco a pouco até que o fogo fique quente e vigoroso.
    Os dois fatores mais importantes para a obtenção de grandes quantidades de calor em uma panela ou chapa são:
    1) manter os gases de combustão que tocam a panela ou chapa o mais quente possível;
    2) forçar os gases quentes para que raspem a superfície desejada, rapidamente e não lentamente. O ar não segura muito calor. Gases de combustão mais rápidos e quentes, raspando contra a panela ou chapa irá transferir muito mais calor do que um ar lento e frio.
    O tamanho do canal pode ser estimado, mantendo constante a área da secção transversal ao longo do forno. Ao utilizar uma chaminé externa que proporciona uma maior sucção do ar, as aberturas de canal podem ser menores.

Com base nesses princípios pode-se projetar qualquer fogão com câmara de combustão vertical.

Esse artigo é uma gentileza da Yamerê – fogões eficientes.

30 respostas para “Rocket stove: princípios de design”

  1. Caro Itamar ,agradeço desde já pelo seu incentivo na construção de algo tão eficiente . Gostaria de saber se : posso construir um fogão com esse princípio com uma chapa maciça de 70cmx70cmx1,5cm e sem o forno .obs ele ficará na cozinha interna da casa .

    1. Oi Marcelo, parabéns! Esse modelo é mais fácil dos que os modelos com forno. Mas o design eficiente dele não deixa de ter os seus desafios. Você já tem a chapa? Me envia uma foto da chapa, da parte de cima e da parte de baixo. Vou fazer o projeto e postar aqui pra você, mas também para as outras pessoas terem um modelo inicial de estudo.

      1. Mas por favor me tire uma dúvida . O sistema interno deve ser na mesma medida da chapa ou faz – se afunilada ? Ea saída da chaminé em que proporção ?

  2. Ita,

    Valeu, pela atenção e esclarecimentos, minha casa esta em fase de construção, Conversei com o construtor e vamos fazer o fogão. Eu ia comprar um modelo existente no mercado igual da minha irmã (Clarice campeiro 2) – porem convenci minha esposa e vamos fazer o modelo Sete Lombas. Ita imensamente grato, pelas informações contidas aqui no blog.

    Fique bem e com Deus!

    Abraços
    Gallo

  3. 1) Supondo que a boca da fornalha seja de 12×12, formando um túnel até a entrada da câmara de combustão, a duvida é, qual a altura, largura e profundidade da câmara de combustão? Exemplificando: supondo que a câmara de combustão seja um poço, qual é a área quadrada da boca e quanto mede desde o inicio da boca até o fundo do suposto poço.

    2) Não é necessário ter tampa na boca da fornalha? E se existe alguma entrada de ar logo abaixo da entrada/boca da fornalha e se tem tampa para regular o volume de entrada de ar?

    4) No modelo Setelombas, tem uma tampa logo abaixo da chaminé, gostaria de saber se é mais uma entrada de ar com regulagem?

    Desculpe, fazer tantos questionamentos porem tenho duvidas, e pretendo construir o modelo Setelombas em breve.

    Obrigado!

    1. Gallo,
      1. As dimensões da câmara e suas relações estão no desenho acima. Se não entender me avisa.
      2. Pode ter mas dificulta o manuseio de lenhas mais longa. Abaixo da grelha é a entrada de ar principal (desenho acima). Como explicado não há necessidade de regulagem da entrada de ar.
      4. Essa outra tampa deve ficar sempre bem fechada. Só é usada para limpeza, se um dia for necessário.

  4. Itamar, Parabéns pelas informações, confesso que praticamente tirei todas dovidas, mas só para melhorar meu entedimento, se possivel informar a formula para calcular a dimensionamento da chaminé, tendo em vista o tamnho da camara de combustão, e qual a altura idela da chaminé?

    Desde já agradeço.

    Abraços
    Gallo

    1. Gallo, a dimensão da chaminé segue a mesma instrução do desenho e artigo acima. No caso da boca da fornalha com 12×12 cm, a chaminé deverá ter as mesmas dimensões. Leia o texto para ter uma ideia melhor do que pode ser mudado em relação a isso. A altura, se não houver alguma outra necessidade, é de 1 metro acima do telhado.

  5. Bom dia . Itamar.,estou com um problema seio com fogão e forno de ferro fundido, queria saber umas técnicas diferentes para evitar trincas.

    1. Carlos, estou estudando fundição e ferro fundido mas ainda não tenho conhecimentos necessários para te auxiliar.

  6. Boa Noite!

    Tenho uma pizzaria, e faço uso da lenha, é possível adaptar esse tipo de fogão para ser usado em pizzarias? acredita que possa haver limitações para o uso no comércio como restaurantes, padarias e pizzarias?

    Desde já o meu muito obrigado!!

  7. Boa noite senhor Itamar o senho poderia estar me enviando por gentileza o projeto do seu foga
    o para o meu email

  8. Ola Ita, primeiramente parabéns pelos post. Há uns dois anos fizemos aqui em casa a churrasqueira, o forno e o fogão, era o nosso maior sonho, mas depois de construído virou nosso pior pesadelo. Gostaria de lhe mandar uma foto do meu forno e fogão e ver se é possível adaptá-lo para deixá-lo eficiente. Atualmente ele volta muita fumaça e quase não conseguimos usá-lo. Nossa churrasqueira ficou perfeita, mas o forno já mexemos muito, quebramos parede interna, reconstruímos, colocamos chaminé interna, enfim… Teria alguma forma de lhe enviar a imagem de meu forno e fogão? Será que poderia nos ajudar?

  9. Itamar, meus parabéns por sua iniciativa, pois ha muito tempo venho pesquisando sobre Rocket Stove e nunca havia encontrado um material de tão grande qualidade como o seu. Te parabenizo também pela forma que responde as dúvidas de seus leitores.

    Uma dúvida, qual a distância entre o final da câmara de combustão e a chapa?

    1. Esse cálculo é bem simples. Consulte o princípio 7 da Área Transversal para entender melhor. Uma câmara de combustão com 20×20 cm (bem grande para um rocket stove) tem uma sessão transversal de 400 cm quadrados. Para manter a mesma sessão durante todo o trajeto do ar, divida esse número pela largura livre da chapa (40 cm para esse exemplo). Então, ficaria assim, Altura = Área / Largura = 400 / 40 = 10 cm de altura. Portanto, a primeira coisa a ser definida é a dimensão da boca da câmara e manter essa área transversal ate a chaminé, ou seja, por todo o trajeto do ar no fogão.

  10. Olá Manú, não é mito não. Para a cura do cimento é indicado umidade e frio. O cimento não gosta de calor. Se aqucer muito ele trinca. Fazer uma argamassa com barro e açúcar (no caso rapadura) é mais indicado para altas temperaturas, a massa vitrifica e suporta melhor o calor.
    Eis uma receita de argamassa (traço) do amigo Jorge Timmermann:
    1 lata de 18l de terra (70% areia e 30% argila), 2 kg de cal hidratada e 1 kg de açúcar.
    Essa argamassa é indicada para as partes que tem contato com o fogo ou muito próximas.
    Ele usa essa massa para fazer forno de pizza: http://yvypora.wordpress.com/2011/08/15/forno-de-pizza/

    1. Muito obrigada, você não saberia dizer a porcentagem de cada item?
      E aquele fluxo de ar que você pôs no projeto também é necessário para o modelo tradicional? Porque não indica a chapa em forma de trapézio? É a que mais usamos por aqui.
      Desculpe importunar, mas a oportunidade é rara e tenho que aproveitar o máximo ….rsrsrsss

      Abraço.

      1. Chapa trapezoidal: http://www.weblinck.com.br/centrallojas/admin/produtos/8d4b89e87cff693.JPG
        A chapa pode ser trapezoidal, desde que você saiba como manter a sessão transversal uniforme embaixo da chapa. O espaço abaixo da chapa não deve ir afunilando. Caso contrário a fumaça tende a voltar.
        A melhor maneira de fazer isso é manter a mesma largura do espaço abaixo da chapa uns 3 cm menor que largura menor da chapa. Vai parecer desperdício de chapa, uma vez que ela vai sobrar mais sobre as paredes laterias no início. Ok. Mas isso só é importante quando o fogão é bem projetado com uma câmara rocket. Nos fogões tradicionais esse detalhe não vai fazer diferença em cima de muitas folgas e aberturas exageradas para o ar que ha neles.

        1. Obrigada. Acredito que entendi, então não preciso fazer o espaço para o fluxo de ar?

          1. Manú, esse espaço abaixo da chapa por onde passa a fumaça é o que me refiro como fluxo de ar.

            1. Agora entendi, pois apareceu um complemento no sua explicação anterior.

              Obrigada mais uma vez, paz e bem.

  11. Primeiro gostaria de parabeniza-lo pelo site, muito bem construido e cuidado. Confesso que as explicações do fogão são um pouco complicadas para mim, mas nada que não possa ser vencido com um pouco mais de pesquisa. Como eu vou fazer um fogão modelo tradicional aqui no interior de Minas (Montes Claros), o desafio será aliar as técnicas que ensinou com o que já conhecemos, na verdade, o medo maior é a fumaça pois o fogão será dentro da cozinha junto com outros utensílios domésticos.
    Agora, tem uma coisa que me intriga, não sei se é mito ou fato, mas dizem que se pusermos rapadura na massa que une os tijolos de barro, evita que o fogão rache, você sabe me informar?

    Abraço e paz.

  12. Oi Itamar. Ja visitamos você e sua esposa em seu belo sitio algum tempo atras. Éramos em dois casais e mais uma criança loirinha, o Manoa. Bom amigo, estou pesquisando sobre o rocket stove, inclusive ja fiz um protótipo de lata bem legal. Agora gostaria de fazer um fogao de tijolos maciços, com forno acima (penso que é mais fácil) e serpentina incluso, no meio da minha cozinha (separando sala e cozinha), mas por falta de experiencia tenho muitas dúvidas sobre como iniciar o fogao. Ex. as medidas, altura que devo fazer a bancada onde ira o fogao, como que o ar quente passa pelo forno… Já tenho os tijolos maciços, mas ainda nao tenho chapa (qual a mais indicada, quanto a espessura e numero de bocas) e os outro componentes como grelha e chaminé (penso em usar chaminé de barro).
    Você tem algumas fotos da estrutura do fogão sendo construída, como por exemplo do fluxo de ar quente?
    Você pode me aconselhar ou disponibilizar algo para que eu possa iniciar o fogão?
    Valeu, desde já, gratidão.

    Quero parabeniza-lo pelos artigos, que estão muito bem escritos e pelo desenho que ficou bem ilustrado.

    Um super abraço e bom dia!

    Fernando

    1. Olá Fernando, lembro de você sim e de seus amigos. Bom receber notícias suas e parabéns pela iniciativa de fazer um fogão eficiente.
      Como no seu caso você já fez uma escolha, o fogão ficará um pouco mais comprido por causa do forno acima do nível da chapa, e é importante que a chapa seja apropriada.
      Chapa: tipo fogão mineiro, com uma boca. Pode ter até três bocas, mas quanto mais bocas, mais chances de problemas e as outras duas raramente são usadas. A boca principal deverá ficar bem encima da câmara de combustão. Dimensões de uma chapa retangular, próximas de 35-40 x 70-80 cm. Evite as trapezoidais.
      Chaminé: precisam ser bem isoladas, então as de tijolos são boas.
      Forno: na prática é melhor comprar apenas a tampa do forno, os de ferro fundido duram mais. Mas serve uma tampa de fogão metálico tipo econômico, se você conseguir usada. O corpo do forno deve construído posteriormente de aço inox quando o comprimento já for conhecido. Isso evita problemas e muitas preocupações em adaptar o fogão ao forno.

      1. Ita… Boa Noite, seria possível você me enviar seu projeto gostaria muito de fazer algo parecido, ja tenho em mente esse projeto porem queria algo mais técnico e ecologicamente correto, vou imprimir todas essas dica aqui do site, mas sei que vou precisar de algo mais, por exemplo, o forno como é, tenho que comprar e colocar no lugar etc…

  13. Por favor me responda; em cima a boca é so pra uma panela?Em um fogao a lenha convencional coloco 3 panelas.

    1. Olá Meire, o modelo rocket tradicional, como o do desenho acima, é para uma panela por vez apenas. Mas o mais importante nesse desenho e nesses princípios é a câmara de combustão que pode ser usada em outros modelos de fogão. Se você lesse até o final encontraria um link para um artigo sobre um modelo que usa os mesmos princípios e uma câmara vertical como essa, onde pode-se colocar quantas panelas couberem sobre a chapa. O link é esse http://www.setelombas.com.br/2013/09/fogao-a-lenha-eficiente/

  14. Meu amigo Itamar, mais uma vez parabéns pelo post. Será muito útil para muitas pessoas. Cheguei aqui porque estava pesquisando sobre princípios do Rocket e não encontrava as informações técnicas com clareza, obviamente elas estavam no setelombas.com.br.
    Abraço

Os comentários estão desativados.