Riscaldamento a pellet e legna: dalla biomassa legnosa alle moderne idrostufe

La biomassa legnosa è un prodotto facilmente reperibile nel mercato, ma ha caratteristiche qualitativo-energetiche tali da determinare variazioni anche considerevoli di rendimento, funzionalità e vita media dell’impianto.

Il valore relativo al potere calorifico del legno viene solitamente dato in condizioni ottimali, ossia completamente secco, anche se tale condizione è molto difficile da ritrovare nei prodotti venduti.

Nella tabella seguente vengono riportati i valori del potere calorifico, ossia la quantità di energia massima ricavabile dalla combustione completa di un chilogrammo di prodotto in condizioni normali.




In realtà, per avere il valore reale di calore ottenibile dal legno, è necessario calcolare il potere calorifico inferiore PCI, la cui determinazione è eseguita conoscendo la sua umidità relativa, misurabile con semplici igrometri, o con l’ausilio di apposite tabelle.



La formula per il calcolo del potere calorifico inferiore PCI misurato in kWh/kg di un legno generico con un certo contenuto idrico umidità è la seguente:



Come si può verificare, il potere calorifico inferiore del legno subisce notevoli variazioni in funzione della percentuale di umidità relativa in esso contenuto; pertanto legni diversi, o anche semplicemente forniture di biomassa con contenuto di acqua più o meno elevato, possono produrre variazioni anche considerevoli nel rendimento dell’impianto.

Formati commerciali della biomassa legnosa

Legna in ciocchi o tondelli

È ricavata direttamente dagli alberi e viene commercializzata in diversi formati e misure. La legna commercializzata è sostanzialmente di due tipi:

LEGNO FORTE
Ha peso specifico medio-alto, ha una combustione lenta, pertanto dura più a lungo e produce fiamme corte. Questa legna è particolarmente adatta al riscaldamento domestico.
LEGNO DOLCE
Ha peso specifico medio-basso, si accende velocemente e brucia altrettanto velocemente. Trova larga diffusione per l’uso nei forni. La legna va conservata in luoghi sufficientemente aerati al fine di permettere l’eliminazione dell’acqua in essa contenuta, pertanto richiede spazi di stoccaggio considerevoli, ma ha un costo basso.

Bricchetti di legno

Vengono generalmente realizzati con scarti di lavorazione per esempio delle falegnamerie. Ovviamente il materiale base non deve essere trattato e la particolare forma viene ottenuta mediante compressione del materiale di scarto ad alta temperatura.
Le forme commerciali sono cilindriche o ottagonali. Bruciano con fiamma bassa e continua in modo assai simile a quello della lignite. Rispetto ai ciocchi e ai tondelli, le bricchette hanno un maggior potere calorifico, permettendo in proporzione una riduzione dello spazio di stoccaggio a parità di energia producibile, complice anche la regolarità nella loro forma.
Ovviamente nel caso delle bricchette la percentuale di umidità relativa è particolarmente bassa, pertanto la combustione è migliore rispetto ai ciocchi.

Cippato

È legno ridotto in scaglie con lunghezze variabili da 2 a 5 cm, ottenuto con l’ausilio di macchine specifiche, chiamate cippatrici. Il cippato viene ricavato da tronchi, semilavorati o ramaglie derivanti anche da operazioni di potatura del parco arboreo.
Il legno di base può provenire da scarti di lavorazioni industriali oppure da colture dedicate chiamate short rotation forestry, cioè colture a rapido accrescimento e a turno breve, dai 2 ai 5 anni.
Il cippato deve essere ottenuto escludendo le eventuali foglie che risulterebbero dannose nei cicli di combustione.
Su impianti di grandi dimensioni va realizzato un impianto di trasporto e carico adeguato, perché molto spesso all’interno del cippato possono essere presenti corpi estranei quali sassi o altri elementi prelevati durante le fasi di carico/scarico da parte dei mezzi di sollevamento (Camin, ruspe, ecc.).

Pellet

Sono piccoli cilindri di legno con diametri variabili da 6 a 12 mm e lunghezze comprese fra 10 e 13 mm, ottenuti da segatura pressata e compattata ad alta pressione.

Sono solitamente forniti in sacchi facilmente trasportabili.

Il pellet va scelto con cura per non compromettere la resa termica di combustione e non causare danno alle stufe.

I sistemi di combustione

Esistono varie tipologie di sistemi utilizzabili per la combustione della biomassa legnosa, a partire dai semplici camini o cucine economiche, fino ai più avveniristici generatori di calore.

Il processo di combustione della biomassa legnosa consiste in una serie di stadi intermedi successivi, come descritti in seguito:

Riscaldamento	Riscaldamento della biomassa legnosa attraverso l’irradiamento della fiamma, del letto di braci e delle pareti costituenti la camera di combustione.	Fino a 100°C
Essicazione	Attraverso l’evaporazione della parte di acqua contenuta nella biomassa legnosa.	100°C
Decomposizione pirolitica	Processo di decomposizione della sostanza secca del legno per effetto della temperatura.	150°C
Gassificazione	Processo durante il quale l’elemento ligneo viene gassificato, e accoppiandosi con l’ossigeno si crea un gas combustibile (CO e CnHm) e carbone solido.	250°C
Gassificazione carbone solido	La gassificazione del carbone solido avviene con la formazione di anidride carbonica CO2, vapore d’acqua e O2 e formazione di CO.	500°C
Ossidazione del gas	Ossidazione dei gas combustibili con ossigeno e produzione di anidride carbonica CO2 e acqua H2O.	700 – 1.000°C fino a 2.000°C
Trasferimento del calore	Attraverso irraggiamento, conduzione e convezione

Cucina Economica

La cucina economica ha trovato larga diffusione nelle cucine italiane, perché permetteva di consumare meno combustibile rispetto ai classici camini aperti.

Ovviamente le cucine economiche venivano utilizzate per la cottura dei cibi, ma al contempo avevano anche il compito di riscaldare la cucina e gli ambienti limitrofi.

La cucina economica era costruita in ghisa, acciaio o pietre refrattarie e poteva essere dotata di numerosi accessori, tra cui forni, bollitori per l’acqua calda e altro.

Ancora oggi la cucina economica trova gradita diffusione nelle case soprattutto montane, o in campagna.

Stufa Tradizionale

La stufa ha trovato larga diffusione negli anni passati, ma continua a dimostrare ampio interesse perché è un apparecchio che può essere in ghisa, ceramica o acciaio e ha normalmente ridotte dimensioni, quindi trova collocazione facilmente negli ambienti domestici, ma anche in edifici aperti al pubblico come bar e ristoranti.

Ha valori di rendimento leggermente superiori rispetto ai normali camini a legna, grazie alla maggiore superficie esposta verso l’ambiente.

Stufa ad Olle

La stufa ad olle è caratterizzata da tecniche costruttive che adottano pietre refrattarie e olle in maiolica, ovvero argilla lavorata, cotta e verniciata, che permettono di ottenere finiture superficiali di grande pregio.

I materiali adottati hanno il vantaggio di poter accumulare il calore della combustione, riuscendo a trattenerlo e diffonderlo progressivamente per lunghi periodi anche dopo lo spegnimento del fuoco.

Le stufe ad olle trovano ampia diffusione nei paesi del Nord Italia.

Stufa a combustione controllata

Le stufe a combustione controllata sono caratterizzate dalla presenza di valvole che permettono di controllare e ottimizzare la combustione della legna, garantendo un controllo dell’aria comburente.

Questo permette di aumentare notevolmente i rendimenti globali rispetto ai normali camini aperti, nei quali tale controllo ovviamente non è concesso.

Inoltre il controllo dell’afflusso di aria comburente permette, ovviamente in modo limitato, di variare la produzione di calore.

Stufa a pellet

Le stufe a pellet hanno visto un incremento esponenziale della loro diffusione grazie alla loro facilità di installazione e gestione, ma soprattutto perché permettono di programmare cicli di accensione e spegnimento, e di gestire e regolare la temperatura ambiente.

Alcune stufe sono addirittura dotate di telecomando. Non ultimo, nel caso delle stufe a pellet, lo stoccaggio del pellet, fornito in sacchi, risulta essere semplice e meno ingombrante rispetto alla legna.

Di fatto le stufe a pellet sono veri e propri generatori di calore, completi di sofisticate tecnologie che garantiscono controlli e gestione dell’intera apparecchiatura, ma di contro, necessitano di energia elettrica per poter funzionare.