Brandend door het ijs

AL EERDER is in deze krant een lans gebroken voor het gebruik van spiritus als brandstof voor korte kampeertochtjes. Een spiritusbrander is in een wip aangestoken, faalt nooit, maakt geen lawaai, is volstrekt windvast, kan niet ontploffen en is nooit onverwachts leeg.

En daar staat maar een handvol bezwaren tegenover. De vlam van de spiritusbrander is bij daglicht nauwelijks te zien en de spiritusbrander heeft geen survival-image.

Bovendien is alcohol of spiritus in het wilde buitenland niet altijd even makkelijk te koop en is het brandstofverbruik van een spiritusbrander ongeveer twee keer zo hoog als dat van een brander die benzine, petroleum of dieselolie verstookt. Dat laatste zit hem in de bescheiden verbrandingswarmte van spiritus, die ongeveer 24 kilojoule per gram is. Voor benzine wordt 46 tot 48 kilojoule per gram opgegeven.

Het lijkt dramatischer dan het is, want de spiritusbrander heeft een eigenschap die voor het hoge verbruik compenseert: er is geen druktank. Alle verbranding vindt plaats onder invloed van vrije verdamping, dus onder atmosferische druk. De spiritusbrander is heel licht en voor korte tochten kan het totaalgewicht van brander en noodzakelijke brandstofvoorraad lager zijn dan bij benzine en petroleum. Een oude AW-schatting is dat het break-even punt voor de eenlingkampeerder bij 5 tot 7 dagen ligt.

Soms is dat te kort. Daarom loont het de moeite na te gaan of aan het spiritus branden nog wat te optimaliseren valt. Van de branderproducenten zelf valt wat dat betreft niets te verwachten. Optimus en Trangia doen niet aan ontwikkeling en leveren bij voorkeur branders af die lekken op de felsnaad of die, door een stompzinnige materiaalcombinatie, binnen een jaar doorroesten.

Kan de brandstof beter? Nederlandse spiritus bevat, zegt alcoholfabriek Nedalco in Bergen op Zoom, 80 procent echte alcohol, 15 procent water en 5 procent van een denaturatie-mengsel dat met 'houtgeest' wordt aangeduid. Houtgeest bestaat weer voor 60 procent uit methanol (methyl-alcohol), voor 30 procent uit aceton, voor 5 procent uit hogere alcoholen en voor de rest uit water.

“Wij horen wel eens”, zegt Nedalco, “dat de in Nederland verkochte spiritusbranders het op onze 85 procents-spiritus niet zo mooi doen. Dat kan wel waar zijn, want de buitenlandse spiritus is vaak hooggradiger. De Duitse Brennspiritus is 94 procent, de Zweedse spiritus wel 96 procent.” De Zweedse alcohol heeft een verbrandingswaarde van bijna 30 kJ per gram.

Er is dus belangrijke winst te halen uit het ontwateren van de spiritus, maar eenvoudig is dat niet. Het voor de hand liggende destilleren is rompslompig en gevaarlijk. Als alternatief is er het gebruik van ongebluste kalk dat een grote affiniteit heeft voor water. Maar ook dat is niet ongevaarlijk, omdat er veel warmte vrijkomt bij de wateropname. Tot de kampeerwinkels betaalbare watervrije alcohol gaan verkopen, moet de optimalisering van het kooktoestel zelf komen.

Deze week is gepoogd na te gaan wat er aan het ontwerp van de Optimus-spiritusbrander is te verbeteren. Toen de brander begin dit jaar een nacht mee mocht op het bevroren IJsselmeer bleek hij brandend zo diep in het ijs te zakken dat de goede werking verloren ging. Het leverde het inzicht op dat het zin heeft de brander bij felle kou aan de onderzijde te isoleren.

In het hart van het Optimus-kooktoestel bevindt zich een dubbelwandig messing potje dat ruimte heeft voor zo'n 100 gram spiritus, de foto toont het bovenop de weegschaal. Steekt men een goed gevuld potje aan, dan begint dat aanvankelijk alleen te branden in de open spirituspoel in het midden. Vroeg of laat springt de centrale vlam met een plof ook in de krans van gaatjes die de poel omringt. Zodra dat het geval is, vervijfvoudigt het brandstofverbruik, van zo'n 0,5 naar 2,5 gram spiritus per minuut. In eerste instantie lijkt die krans van gaatjes daarom een duivelse listigheid waarmee Optimus een hoge capaciteit bewerkstelligt, maar dat blijkt nauwelijks het geval. Een proef met een rechte aluminium beker (diameter 69 mm) toonde aan dat ook zonder gedoe met gaatjes een flinke brandstofdoorzet is te bereiken. De kroes haalde gemiddeld 3,6 gram per minuut, de Optimus-brander 'in de gaatjes' zoals gezegd 2,5. Brengt men de geringere diameter van de brander in rekening (50 mm), dan is dat maar een matig resultaat. Je zou de ingewikkelde messing pot van Optimus kunnen vervangen door een vederlicht aluminium kroesje dat vanaf het eerste moment volop brandt.

Maar het is de vraag of dit een goede oplossing is. Het gaat immers om het rendement van de verbranding, het aantal gram spiritus dat nodig is om een bepaalde hoeveelheid water te verhitten en op voorhand staat niet vast of de grote of juist de kleine vlam het beste rendement heeft. Dat is daarom deze week proefondervindelijk uitgezocht. Vaste hoeveelheden water zijn onder temperatuurcontrole verhit en het brandstofverbruik werd door wegen gemeten. Bij twee proeven ging de pan pas op het vuur als de vlam in de gaatjes stond, tweemaal is verwarmd op 'de kleine vlam'. De moeilijkheid daarbij was dat de spiritusbrander na verloop van tijd (een minuut of tien in een koele keuken) altijd 'in de gaatjes' gaat branden. Daarom werden de proeven afgebroken zodra de watertemperatuur tegen de 70 graden liep.

Het resultaat was volstrekt ondubbelzinnig: het brandstofverbruik is het gunstigst als de vlam maar klein is, dan wordt een energetisch rendement van wel 60 procent gehaald. De hoogbrandende vlam heeft maar een rendement van zo'n 46 procent. Gezien de kleur van de vlam, die in de hoge stand veel geel en rood vertoont, komt het verschil vooral van de onvollediger verbranding. Onder realistischer omstandigheden kan alles weer anders zijn, voorlopig is de conclusie dat de lichtgewichtkampeerder er goed aan doet de gaatjes af te dekken. Dan duurt het voortaan een half uur voor het theewater kookt, maar het kookt praktisch voor niets.