combustibile-stufe-caminetti

Con il termine biomassa si indicano tutti quei materiali di origine organica, vegetale o animale, che non hanno subito alcun processo di fossilizzazione e sono utilizzati per la produzione di energia. I combustibili fossili (petrolio, carbone, metano, ecc.) non possono pertanto essere considerati tali, infatti l’utilizzo di biomasse per la produzione di energia è utilizzato come alternativo o complementare alla produzione di energia mediante questi combustibili cosiddetti tradizionali.

Come già visto, il D.Lgs. 3 Aprile 2006 n. 152 Norme in materia ambientale, sue modifiche ed integrazioni definiscono e specificano le caratteristiche (Allegato X alla Parte V, Parte II) delle biomasse combustibili per gli impianti termici, all’interno della disciplina dei combustibili. Per ognuno di essi il Decreto specifica proprietà, tipologia, provenienza e condizioni di utilizzo. L’elenco, inoltre, prevede integrazioni e deroghe in base alla potenza nominale dell’impianto. Nella fattispecie, le biomasse combustibili vengono descritte nella Parte II, Sezione 4.

 

Quali sono le biomasse legnose più utilizzate?

In ambito civile, generatori a biomassa più diffusi sono certamente camini, termocamini, stufe, termostufe e, in minor parte, le caldaie a biomassa, dati il relativamente contenuto costo iniziale, la facile collocazione in edifici già esistenti, la loro facilità di utilizzo ed essendo valida alternativa, o comunque sensibile contributo agli impianti a gas, gasolio e altri combustibili tradizionali. Tali generatori possono essere alimentati a legna, a pellet, oppure possono essere ‘onnivori’ ossia ad alimentazione mista legna-pellet, pellet-cippato, ecc.

 

Tali tipologie di generatore, il relativo sistema di evacuazione dei fumi, le prescrizioni di installazione, verifica e manutenzione sono regolamentati dalla norma UNI 10683 la quale a sua volta rimanda ad altre normative specifiche in materia.

 

Le biomasse legnose di maggior utilizzo sono:

  • Legna da ardere;
  • Pellet: combustibile densificato di forma cilindrica, del diametro variabile da 6 a 8 mm e lunghezza di 10-30 mm, derivante da un processo industriale di essicazione e conseguente compressione dei trucioli e della segatura, sottoprodotti del legno derivanti da altri processi produttivi. La capacità legante della lignina, contenuta nella legna, permette di ottenere un prodotto compatto senza aggiungere additivi e sostanze chimiche estranee al rispetto alla materia prima;
  • Cippato: prodotto da scarti dell’industria del legno e dell’agricoltura che viene prodotto con macchine cippatrici, sminuzzando il legno in scaglie di dimensioni variabili con lunghezza e spessore di pochi centimetri. Il termine che deriva dall’inglese “chip”, che significa “scaglia”;
  • Briquette (o bricchette): materiale pressato in diverse forme e grandezze, fabbricato a partire da resti di legno non trattato, secco (quali ad esempio trucioli di piallatura), compresso ad alta pressione. A seconda del materiale utilizzato, le bricchette presentano diverse caratteristiche a livello di combustione, alcune bruciano praticamente come i ciocchi di legna, mentre altre ardono senza formare una grande fiamma.
  • Residui di lavorazioni agricole: mais, gusci, noccioli, sansa di olive, ecc.

 

Nel caso dei combustibili, con potere calorifico si intende la quantità massima di energia (calore) che si può ricavare mediante la completa combustione di una massa unitaria di un vettore energetico (ad esempio il singolo ciocco di legna), in condizioni standard, in rapporto alla sua massa (peso). L’unità di misura è MJ/kg o Kcal/kg.

 

Il potere calorifico superiore è la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della combustione completa a pressione costante della massa unitaria di combustibile, semplificando si potrebbe parlare di un “valore teorico” in quanto tiene conto anche della quantità di calore che si disperde per il riscaldamento dei fumi e, soprattutto, per la vaporizzazione dell’acqua (umidità relativa) presente combustibili legnosi, analizzando il materiale come anidro (completamente secco). Considerando la situazione “reale” di combustione, il valore a cui si fa usualmente riferimento quando si parla di potere calorifico di un combustibile e di rendimento di una macchina termica è il potere calorifico inferiore, ossia il potere calorifico superiore diminuito del calore di condensazione del vapore d’acqua durante la combustione (si consideri ad esempio che l’evaporazione di 1 kg di acqua “consuma” 2,44 MJ del calore prodotto). Il potere calorifico di un combustibile condiziona pertanto il rendimento del generatore in modo direttamente proporzionale. Nei generatori a condensazione si riesce a recuperare parte del calore latente del vapore acqueo, ricavando così una quantità di calore maggiore rispetto al potere calorifico inferiore e arrivando quindi a un rendimento nominale vicino al 100%. Una parte del calore, tuttavia, continua ad essere dispersa con i fumi.

 

La legna da ardere: legno duro o legno dolce?

La legna da ardere si può suddividere in due categorie: legno duro o legno dolce, a seconda della provenienza; il legno duro proviene dalle latifoglie, come rovere, faggio, noce; il legno dolce o resinoso, invece, proviene dalle conifere, o sempreverdi, come pino, abete, larice. I legni duri sono generalmente più densi dei legni dolci, bruciano lentamente producendo un calore più durevole, i legni dolci, invece, bruciano rapidamente producendo un calore maggiore, il che li rende ottimi per avviare il fuoco. Nel caso dei caminetti, e in generale per i generatori alimentati a legna, la soluzione ottimale per ottenere una buona combustione è la combinazione di legni dolci e legni duri, utilizzando i primi all’innesco per raggiungere velocemente un’alta temperatura e i secondi per una durevole combustione. L’utilizzo dei soli legni dolci comporterebbe maggiore frequenza di ricarica e quindi il bisogno di una notevole quantità di spazio per lo stoccaggio, inoltre essi favoriscono i depositi di creosoto nella canna fumaria richiedendo di conseguenza una manutenzione frequente. L’utilizzo dei soli legni duri, però, non porterebbe al miglior rendimento possibile per le caratteristiche di combustione dette sopra. La cosiddetta legna verde è la legna appena tagliata, e dunque non stagionata, nella quale più della metà del peso è costituito dall’acqua. Mediante la stagionatura il legno perde oltre il 60% della sua umidità relativa e pertanto il suo potere calorifico inferiore è maggiore. La legna verde può contenere oltre il 60% di umidità rispetto alla sua massa; il legno è considerato secco quando contiene il 10/20% di umidità relativa (circa 18-24 mesi di stagionatura). Con il diminuire della percentuale di umidità relativa diminuisce anche il calore disperso per la sua evaporazione, pertanto la riduzione del potere calorifico superiore sarà minore.

 

legno-duro-legno-dolce

 

Il pellet e la certificazione di qualità ENplus

La creazione e l’utilizzazione del pellet deriva dal settore specifico dell’alimentazione animale il cui mangime veniva sbriciolato e poi ricompattato in piccoli elementi di forma sferica o cilindrica (dall’inglese pellet = pallina, pallottola – intesa come agglomerato appallottolato). Soltanto in seguito alla crisi energetica mondiale degli anni ’70 la ricerca tecnologica trasferisce l’utilizzo del pellet nell’ambito dei combustibili per il riscaldamento: tra il 1977 e il 1978 negli Stati Uniti e in Canada vengono costruiti oltre 30 insediamenti industriali e, nei primi anni ‘80, inizia la produzione di pellet di legno come combustibile per il riscaldamento. L’interesse verso lo sviluppo della tecnica per l’impiego di biomasse a scopi energetici subisce poi un declino lasciando spazio al diffondersi dei combustibili fossili (gasolio da riscaldamento, GPL, metano), ritenuti più adatti per l’uso domestico, più facili da trasportare e da stoccare. Nel continente europeo e nel contesto nazionale la produzione e l’utilizzo del pellet a scopi energetici hanno avuto uno sviluppo molto più recente costituendo, fino a non molti anni fa, un mercato di nicchia. Recentemente, in seguito alla Conferenza di Kyoto del 1997 e in linea con le recenti direttive della Comunità Europea, i maggiori Paesi industrializzati si stanno impegnando a ridurre le emissioni di CO2, la tecnologia dei generatori alimentati a biomasse si evolve e perfeziona continuamente ed il loro prezzo di mercato è senz’altro abbordabile, così il pellet di legno è diventato il biocombustibile solido più diffuso e utilizzato.

 

Una delle peculiarità del pellet, che lo distingue dal puro legno, è quella di presentare una densità praticamente costante. Esso, inoltre, ha un alto potere calorifico: il tasso di umidità del prodotto non dev’essere superiore al 10-12%, a garanzia appunto di un’alta e costante prestazione energetica, e non deve abbassarsi al di sotto dell’8%, per evitare lo sbriciolamento dei cilindretti (fenomeno che indica senza dubbio la cattiva qualità del pellet). La specie legnosa, nella qualità del pellet, conta fino a un certo punto, fatto salvo che deve essere prodotto utilizzando legno vergine, ossia che ha subito unicamente trattamenti di tipo meccanico (evitando dunque gli scarti di falegnameria verniciati, incollati, ecc.). A parità di umidità, il potere calorifico varia molto poco nelle diverse specie, tuttavia legni dolci hanno valori inferiori rispetto ai legni duri, inoltre non sono rari i casi in cui il combustibile sia prodotto mediante un misto di più specie legnose (quercia e castagno, per esempio, sono tipicamente mischiati con faggio e abete).

 

potere-calorifico-legno

 

In un mercato in continua espansione come quello del pellet, la qualità rappresenta un elemento determinante per la tutela dei consumatori. A tal proposito dal 2012 è stata introdotta una certificazione unica a livello europeo, la ENplusbasata sulla norma EN 14961-2/2011 e, dal 1 Agosto 2015, sulla ISO 17225-2:2014 che, oltre alle caratteristiche chimico-fisiche, esamina tutta la filiera, dall’ottenimento della materia prima alla consegna al consumatore finale, considerando anche la sostenibilità della produzione e del trasporto. Il risultato è la divisione del pellet in tre classi di qualità basate sul residuo di ceneri della combustione:

  • ENplusA1, la qualità più pregiata con un residuo di ceneri inferiore allo 0,7%;
  • ENplusA2, con un residuo di ceneri inferiore al 1,2%;
  • ENplusB, desinata a impianti industriali, con residuo di ceneri inferiore al 2%.

Per autotutelarsi al momento dell’acquisto il consumatore deve assicurarsi dell’autenticità della certificazione controllando che sulla confezione:

  • Siano indicati tutti i riferimentiper poter contattare il produttore o il rivenditore;
  • Sia riportata la dicitura “pellet di legno” accompagnata dalla classe di qualità del prodotto in base alla norma di riferimento (ISO 17225-2);
  • Sia riportato il marchio di certificazione ENpluscompleto di numero identificativo;
  • Che il numero identificativo corrisponda a un’azienda elencata, effettivamente in possesso della certificazione;
  • Sia riportato il marchio di qualitàcon la classe corrispondente;
  • Sia riportato il peso venduto (in kg o t);
  • Che il pellet acquistato sia idoneo all’apparecchio termico a cui è destinato.

ENplus

Il cippato, per impianti industriali e sistemi di riscaldamento a elevata potenza

Il cippato è un combustibile legnoso non densificato realizzato mediante la riduzione del legno in scaglie di dimensione variabile tra i 15 e i 50 millimetri. Il nome deriva dal termine “chipped”, cioè “ridotto in scaglie”. Il processo di cippatura, a differenza di quanto avviene per la produzione dei pellet, non prevede la triturazione della biomassa originaria, bensì il suo taglio. A seconda della biomassa utilizzata per la sua realizzazione si ha:

  • Cippato bianco realizzato solo con legname senza corteccia;
  • Cippato marrone realizzato con legname nel quale è ancora presente la corteccia;
  • Cippato verde realizzato, oltre che con il legno, anche con le foglie.

La composizione del cippato mediante il taglio e la sminuzzatura del legno consente di ottenere un combustibile che, oltre ad essere facilmente trasportabile, presenta un basso contenuto di umidità e, di conseguenza, un alto potere calorifico. Le sue caratteristiche fisiche lo rendono poi un materiale particolarmente adatto ad essere utilizzato in impianti ad alimentazione automatica. Si tratta, inoltre, di un combustibile che può essere realizzato sfruttando anche quelle porzioni di bosco altrimenti non utilizzate (rami e foglie secche nonché scarti derivati dalla potatura, ecc.). Il cippato è adatto per impianti a caricamento automatico. A causa della necessità di stoccaggio in grossi silos si preferisce utilizzarlo in impianti di riscaldamento industriali e comunque in sistemi di riscaldamento ad elevata potenza (impianti centralizzati, reti di teleriscaldamento), si tratta quindi di un combustibile particolarmente adatto per soddisfare grandi richieste di calore.

 

Le bricchette, simili al pellet ma ideali anche per caminetti e aperti e stufe a legna

Le bricchette sono dei piccoli cilindri o parallelepipedi ottenuti tramite la triturazione e la pressatura di materiali legnosi o di biomasse come paglia, segatura, pula di riso, gusci di noce e altri materiali simili. Per modalità di realizzazione, basso contenuto di umidità relativa e potere calorifico sono simili ai pellet, ma si differiscono da essi per forma e dimensione: essendo più grandi, infatti, possono essere utilizzati anche in caminetti aperti e in stufe a legna. Possono essere utilizzati sia in generatori a caricamento manuale che automatico e sono adatti per l’uso domestico, ma trattandosi di un materiale molto eterogeneo è bene accertarsi della provenienza del materiale, che deve essere privo di sostanze tossiche quali colle e vernici o scarti derivanti dalla lavorazione industriale del legno.

 

Biomassplus, la certificazione di qualità per legna da ardere, cippato e bricchette

AIEL (Associazione Italiana Energie agroforestali) in collaborazione con ENAMA (Ente nazionale Meccanicizzazione Agricola), sull’esempio della ENplus, ha recentemente introdotto il sistema di certificazione Biomassplus, con l’obiettivo di rendere per la prima volta operativo in Italia uno standard di qualità per la legna da ardere, il cippato e per le briquette. Basata anch’essa sulla norma ISO 17225-1 la certificazione si fonda sui principi di:

  • Tracciabilità e legalità della biomassa legnosa;
  • Sostenibilità ambientale del prodotto;
  • Rispetto e mantenimento dei parametri di qualità.

Lo schema di certificazione, oltre alle classi di qualità definite dalle norme (A1, A2 e B), può prevedere, per alcuni prodotti, una classe “plus” (A1+), con limiti più restrittivi rispetto a quelli della norma, volti a identificare prodotti di straordinaria qualità (ad esempio cippato per gassificatori, cippatino, legna da ardere molto secca). Gli elementi qualitativi verificati sono:

  • Qualità di prodotto;
  • Qualità dell’impianto;
  • Qualità di processo.

La biomassa legnosa secca per il riscaldamento degli ambienti domestici è veramente pulita e sostenibile solo se è prodotta rispettando determinati criteri ecologici, inoltre presenta degli inconvenienti come l’emissione di polveri sottili (PM 2.5) durante la combustione; da qui la necessità, dato anche il costante incremento di utilizzo di tale risorsa in ambito civile, di sensibilizzare produttori e consumatori riguardo la sostenibilità del prodotto e di sviluppare tecnologie in grado di abbattere le emissioni dannose in atmosfera.

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