Legna, pellet, cippato e bricchetti. Quattro combustibili naturali per il riscaldamento

Il legno è la più antica fonte di energia termica conosciuta dall'uomo. Riscoperta negli ultimi anni per motivi geopolitici ed ecologici, viene utilizzata come fonte di riscaldamento sia nella sua forma tradizionale di legna da ardere, sia in forme derivate quali pellet, cippato e bricchetti.

Negli ultimi anni l'uso del legno e dei suoi derivati sta conoscendo un notevole incremento. Sono sempre di più le persone e le famiglie che scelgono di utilizzare le biomasse legnose per la produzione di riscaldamento. In questo articolo ci occuperemo da un lato dei motivi per i quali il legno è considerato una fonte energetica sostenibile e, dall'altro, delle quattro tipologie di biomasse legnose più utilizzate per il riscaldamento e, in generale, per la produzione di energia termica: legna da ardere, pellet, cippato e bricchetti.  

Ricostruzione grafica di un focolare preistorico

La combustione del legno è il più antico metodo di produzione di energia termica e ancora oggi per una larga parte della popolazione mondiale costituisce la principale fonte energetica. L'uso della legna come fonte primaria di energia è stata progressivamente abbandonata in Occidente a partire dalla metà dell'Ottocento, quando è stata sostituita dal sempre più massiccio utilizzo dei combustibili fossili, in particolar modo dal carbone e dai derivati del petrolio. Negli ultimi anni, tuttavia, vi è stata ed è tutt'ora in corso una riscoperta delle biomasse per la produzione energetica, tra le quali, appunto, il legno e i suoi derivati. Una riscoperta dovuta a motivazioni sia di carattere ecologico che geopolitico. Entrambe le motivazioni sono legate alla necessità di diminuire l'uso dei combustibili fossili per la produzione energetica, da un lato per allentare la dipendenza energetica dai paesi produttori di petrolio e dall'altro per diminuire le immissioni nell'atmosfera di quelle sostanze inquinanti ritenute responsabili del cosiddetto global warming attraverso l'incremento delle fonti rinnovabili, tra le quali vi sono anche le biomasse e, nel caso che ci interessa, le biomasse legnose, cioè il legno e i suoi derivati.

Secondo una ricerca condotta qualche anno fa dall'Enea, in Italia sono oltre 4,5 milioni le famiglie che utilizzano biomasse legnose per il riscaldamento domestico, prevalentemente nella forma di legna da ardere e pellet. Il consumo annuo calcolato dall'Enea è di circa 3 tonnellate [1], un consumo di biomasse legnose per la produzione di energia termica che, peraltro, sembra destinato ad aumentare nei prossimi anni, almeno stando a quanto prevede l'Iea in uno studio condotto nel 2002, secondo il quale nel 2030 «le biomasse copriranno più della metà dei consumi energetici residenziali»[2]. 

Un classico caminetto a legna con fiamma viva

Dal punto di vista ambientale, la combustione del legno produce anch'essa CO2, una delle sostanze responsabili dell'inquinamento atmosferico, ma a differenza di quanto accade con i combustibili fossili, le biomasse legnose – se utilizzate secondo determinati criteri, tra i quali, ad esempio, la necessità di un loro impiego a ritmi sostenibili, cioè ritmi inferiori alla capacità di rinnovamento biologico – possono essere considerate fonti energetiche sostenibili poiché la quantità di CO2 prodotta durante la combustione è pari a quella assorbita dalla pianta durante la propria crescita. Si tratta, in sostanza, di emissioni a bilancio zero, differentemente da quanto accade con i combustibili fossili, per i quali questo bilancio non può essere effettuato poiché l'assorbimento di CO2 che ne ha permesso la formazione migliaia di anni fa è avvenuto in tempi troppo lontani per poter essere preso in considerazione oggi, alla luce delle contemporanee e incombenti esigenze di diminuzione delle emissioni di sostanze inquinanti

Emissioni inquinanti, una delle cause del Global warming

Scegliere quali biomasse legnose utilizzare per la produzione di riscaldamento, però, non è sempre facile e la decisione non è sempre univoca, ma dipende dalle esigenze che di volta in volta si presentano. Ogni tipologia di biomassa legnosa ha infatti delle particolari caratteristiche, dei vantaggi, degli svantaggi e degli ambiti di utilizzo per i quali è più adatta rispetto alle altre. Vediamole nel dettaglio.

LEGNA DA ARDERE

CARATTERISTICHE: La legna da ardere di solito viene esboscata in pezzi da un metro e presenta solitamente un diametro tra i 5 e i 30 centimetri. Si tratta, però, di una pezzatura troppo grande per poter essere sfruttata in ambito domestico, motivo per il quale, in questa forma, può essere utilizzata solo in alcuni modelli di caldaie industriali. Per le caldaie a legna più piccole, quelle di uso domestico o per gli impianti tradizionali, la pezzatura è ridimensionata sia in lunghezza che in larghezza: il diametro viene portato a 10-15 centimetri, mentre per la lunghezza il taglio viene effettuato in base alla destinazione di utilizzo, cioè in relazione alla tipologia di impianto nella quale verrà utilizzato. Una volta tagliata in segheria, la legna viene accatastata all'aria aperta, preferibilmente sotto una tettoia per proteggerla dalle intemperie, e viene lasciata a stagionare per qualche tempo.

Legname stoccato all'aperto, al riparo di una tettoia

La stagionatura è un processo fondamentale poiché la legna appena tagliata ha un elevato contenuto di umidità (circa il 60% del suo peso), quindi di acqua, e per poter essere utilizzata efficacemente per il riscaldamento è necessario che una parte di questa umidità venga persa mediante la stagionatura, la quale può durare o un'intera estate oppure addirittura due anni. Nel primo caso, in genere, l'umidità scende fino al 25%, mentre nel secondo caso si può arrivare ad un contenuto di umidità anche del 15-20%, valore ottimale per poterla utilizzare ai fini energetici. Per capire per quale motivo è importante che il legno non sia "fresco" ma stagionato, è necessario comprendere, almeno in linea generale, come funziona il processo di combustione

Durante la combustione viene liberata una certa quantità di energia presente nei legami chimici tra le sostanze che compongono il legno, energia chimica che viene liberata sotto forma di calore e luce. Se all'interno del legno in combustione è presente molta umidità, una larga parte di questa energia viene utilizzata per far evaporare l'acqua e non per fornire riscaldamento. Se, al contrario, il contenuto di umidità è inferiore, sarà necessaria una quantità inferiore di energia per farla evaporare, energia che potrà essere utilizzata in modo più efficace per il riscaldamento.

Stufa a legna in stile Liberty

VANTAGGI/SVANTAGGI: Il riscaldamento a legna in pezzi presenta alcune caratteristiche che lo rendono vantaggioso rispetto ad altre tipologie di combustibile a biomassa. Innanzitutto si tratta di un combustibile di facile reperimento e che presenta costi inferiori rispetto agli altri tipi di combustibile legnoso, specie rispetto ai combustibili cosiddetti "densificati", cioè quelli che prevedono delle operazioni meccaniche preliminari di pressatura e compattamento della materia (pellet e bricchetti). Si tratta, inoltre, di un materiale il più delle volte reperibile in luoghi vicini alla sua destinazione d'uso e di un combustibile di facile utilizzo. Inoltre, il suo classico utilizzo all'interno di caminetti o stufe, grazie alla presenza di fiamma viva, è particolarmente adatto alla creazione di una piacevole atmosfera domestica

La piacevole atmosfera domestica creata da un classico caminetto a legna

Rispetto agli altri combustibili, però, presenta anche qualche svantaggio: innanzitutto necessita di un luogo apposito per il suo accatastamento, a differenza dei combustibili densificati, i quali sono più facilmente trasportabili e non necessitano di molto spazio per essere conservati in vista del loro utilizzo. Inoltre, rispetto agli altri combustibili, che prima di essere pronti per l'uso subiscono processi di essiccamento molto più massicci, ha una resa energetica inferiore a causa della maggiore presenza di umidità. Un problema che viene parzialmente risolto con gli impianti più moderni, ad esempio i camini chiusi o le caldaie a fiamma inversa, che funzionano in modo tale da ridurre tutti gli sprechi energetici tipici dei camini aperti. Ma il problema principale del riscaldamento a legna in pezzi è l'impossibilità di utilizzare questo combustibile in sistemi automatici. La scelta di un riscaldamento a legna in pezzi comporta, infatti, la necessità di un caricamento manuale dell'impianto termico, sia esso un camino, una stufa o una caldaia. 

AMBITI DI UTILIZZO: In conseguenza a quanto detto sopra, la legna in pezzi risulta particolarmente adatta in tutti quei sistemi nei quali non è necessario un processo di automazione. A parte i classici caminetti domestici, per i quali si rimanda all'apposita sezione della guida, può essere utilizzato come combustibile per le stufe o per alcuni tipi di caldaia, dalle classiche caldaie a tiraggio naturale fino alle più moderne ed efficienti caldaie a fiamma inversa. Queste ultime risolvono i tipici problemi legati alla scarsa resa energetica della legna in pezzi. Le caldaie a fiamma inversa, infatti, riescono ad ottenere rese energetiche anche superiori all'80%, e risultano particolarmente adatte per essere utilizzate con legna a diverso grado di umidità (ad esempio, mescolando legna fresca e legna secca) senza perdere efficienza. Particolarmente efficienti, inoltre, risultano i termocamini che presentano vetri di chiusura della camera di combustione, e che consentono al tempo stesso di mantenere la tipica atmosfera domestica generata dalla fiamma viva.

PELLET

I pellet, cilindretti di materiale legnoso densificato

CARATTERISTICHE: Il pellet è un combustibile densificato di derivazione legnosa. È formato da piccoli cilindretti con diametro inferiore a 1 centimetro e con lunghezza pari a circa 1-1,2 cm, realizzati mediante la compressione di biomassa polverizzata con o senza l'ausilio di leganti. Per la sua realizzazione il legno viene sbriciolato e inviato alla pellettatrice, una macchina che pressa il materiale e lo compatta, formando lunghi spaghetti legnosi densificati, i quali poi vengono tagliati con un'apposita lama fino ad assumere la misura standard. Da qui vengono poi insaccati e trasportati con facilità. Durante il processo di pressione e compattamento, si generano elevate temperature che consentono il più delle volte di evitare l'utilizzo di collanti. L'alta temperatura, infatti, determina una parziale fluidificazione e polimerizzazione della lignina, che diventa essa stessa il collante tra le particelle. In alternativa, possono essere utilizzati collanti naturali come amido, melassa, oli vegetali, sulfonata di lignina e così via. La fase di pellettizzazione, tuttavia, è preceduta da una preliminare essiccazione che consente di ottenere un combustibile con un contenuto di umidità pari a circa il 10%

Stufa a pellet ad alimentazione manuale

VANTAGGI/SVANTAGGI: Il pellet ha conosciuto una grande diffusione negli Stati Uniti a partire dagli anni Settanta, dove cominciò ad essere utilizzato, prima in ambito industriale e poi in ambito domestico, in seguito alla crisi petrolifera del 1973. In Italia era praticamente sconosciuto fino agli anni Novanta del secolo scorso, ma negli ultimi anni sta conoscendo una notevole diffusione anche nel nostro paese grazie ai numerosi vantaggi che l'uso di questo combustibile naturale comporta rispetto ad altri tipi di combustibile di derivazione legnosa. Innanzitutto, trattandosi di un materiale realizzato mediante pressatura e compressione, presenta un'elevata densità e, di conseguenza, un potere calorifico notevolmente superiore al legno in ciocchi. L'elevato potere calorifico è dovuto anche al fatto che si tratta di un combustibile che – rispetto al legno in ciocchi – presenta un basso livello di umidità, il che ne amplifica ulteriormente la resa energetica. L'elevata densità e la forma in piccoli cilindretti, inoltre, permettono al pellet di comportarsi in modo simile ad un liquido, agevolandone notevolmente il trasporto e lo stoccaggio. In genere viene trasportato o in sacchi, oppure attraverso autobotti che riempiono direttamente i silos di stoccaggio situati nei pressi dell'impianto di riscaldamento da alimentare. E veniamo, quindi, al principale pregio di questo combustibile, quello che ne ha decretato il successo sia a livello industriale che domestico. Grazie alle sue caratteristiche, alla densità, alla forma cilindrica, all'omogeneità dei singoli pezzi, il pellet è il materiale più adatto per essere utilizzato negli impianti a caricamento automatico. Ciò significa che gli impianti di riscaldamento che utilizzano il pellet come combustibile non devono essere caricati manualmente dagli utenti, come avviene al contrario per quelli a legna, ma presentano un silo di stoccaggio che, una volta caricato, alimenta autonomamente l'impianto immettendo, tramite una coclea, la quantità di combustibile necessaria di volta in volta.

AMBITI DI UTILIZZO: Grazie alle caratteristiche di cui abbiamo appena parlato, il pellet si adatta perfettamente sia agli impianti a caricamento manuale che a tutti quegli impianti ad alimentazione automatica, dalle stufe casalinghe alle caldaie domestiche, dalle caldaie industriali fino ai più grandi impianti di teleriscaldamento a biomasse. 

CIPPATO

Scaglie di cippato

CARATTERISTICHE: Il cippato è un combustibile legnoso non densificato, realizzato mediante la riduzione del legno in scaglie (chips) di dimensione variabile tra i 15 e i 50 millimetri. Il nome deriva dall'italianizzazione del 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 ma il suo taglio. A seconda di quale biomassa viene utilizzata per la sua realizzazione, avremo il cippato bianco (se realizzato solo con legname senza corteccia), il cippato marrone (se realizzato con legname nel quale è ancora presente la corteccia) o il cippato verde (se realizzato, oltre che con il legno, anche con le foglie).  

VANTAGGI/SVANTAGGI: 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, una resa energetica maggiore rispetto al legno in ciocchi. 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, ad esempio) oltre che scarti derivati dalla potatura dei giardini, delle aiuole, del verde presente nei cigli stradali e così via. Per contro, tra gli svantaggi vi è la necessità di un ampio spazio coperto per l'essiccazione (onde evitare che l'umidità esterna causi fenomeni di fermentazione), la ancora scarsa diffusione sul territorio italiano di impianti per la cippatura e la necessità di utilizzare cippato regolare per l'alimentazione degli impianti, al fine di evitare problemi nel funzionamento delle macchine. 

AMBITI DI UTILIZZO: Il cippato risulta particolarmente adatto per gli impianti a caricamento automatico. A causa della necessità di stoccaggio in grossi silos si preferisce utilizzarlo in impianti di riscaldamento industriali o comunque in sistemi di riscaldamento ad elevata potenza, ad esempio nelle caldaie condominiali e industriali, nei sistemi di riscaldamento per le scuole, gli uffici, gli alberghi o nelle reti di teleriscaldamento. In generale, quindi, si tratta di un combustibile particolarmente adatto per soddisfare grandi richieste di calore. 

BRICCHETTI

Bricchetti, cilindri di materiale legnoso densificato

CARATTERISTICHE: I bricchetti 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, cotone o gusci di caffè. Per modalità di realizzazione sono simili ai pellet e, al pari dei pellet, presentano un contenuto di umidità molto basso (intorno al 6-8%). Differiscono dai pellet per forma e dimensione. Essendo più grandi, possono essere utilizzati anche in caminetti aperti e in stufe a legna

VANTAGGI/SVANTAGGI: Possono essere utilizzati anche negli impianti automatici, ma la principale destinazione d'uso è l'ambito domestico, motivo per il quale è sempre 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. Grazie alla bassa presenza di umidità, presenta una elevata efficienza nella combustione, quindi un'alta resa energetica. Tra gli svantaggi si segnala la difficoltà ad ottenere garanzie sulle origini del prodotto e il costo più elevato rispetto agli altri combustibili di derivazione legnosa.

AMBITI DI UTILIZZO: I bricchetti sono particolarmente adatti per un utilizzo domestico. Possono essere utilizzati anche all'interno di caminetti aperti e di stufe a legna, come alternativa alla classica legna da ardere. Nonostante siano teoricamente adatti anche ad un utilizzo in impianti automatizzati grazie all'omogeneità dei singoli elementi, in genere le più comuni caldaie automatiche non prevedono alimentazione a bricchetti.  

[1] Antonio Brunori, Legno ed energia. Come produrre energie con le biomasse legnose, Edagricole, 2008

[2World Energy Outlook 2002, OECD/IEA, Paris, citato in Biomasse, Manuale per un uso sostenibile, a cura di Frank Rosillo-Calle, Franco Muzzio Editore, 2007

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serenaarticoli

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