Impianti a legna automatici

La combustione del legno può essere suddivisa in tre fasi. All’inizio, con temperature fino a ca. 150 °C, avviene l’essicazione, con la quale l’acqua residua ancora presente nel legno evapora. Tra 150 e ca. 600 °C avviene la cosiddetta pirolisi o scomposizione termica, tramite la quale si liberano i gas del legno e rimane il carbone. Tra ca. 400 e 1300 °C, grazie all’apporto di aria (ossigeno) ha luogo l’ossidazione, ossia il processo di combustione vero e proprio. Il gas liberati dalla pirolisi e il carbone possono così bruciare. È soltanto a partire da questo momento che viene liberata energia. La conoscenza dettagliata del processo di combustione del legno permette di concepire e costruire sistemi di combustione con un elevato rendimento energetico e basse emissioni.

Legna in pezzi
La legna in pezzi rimane il tipo di legna per energia più utilizzata. Chi sceglie la legna in pezzi dispone di spazio a sufficienza per lo stoccaggio del combustibile ed ha in molti casi un forte legame con il bosco e la legna. Allo stesso tempo è cosciente delle particolarità degli impianti per legna in pezzi ed accetta con piacere di dover dedicare un certo tempo per la sua gestione.
La catena di approvvigionamento della legna in pezzi è quella più antica. È l'unica che potrebbe essere, in casi estremi, compiuta interamente senza l'utilizzo di macchinari.
A seguito del progresso della tecnica sono ora a disposizione moderni macchinari come motoseghe, seghe circolari, spacca-legna motorizzati, seghe/spacca-legna combinati, autocarri, ecc. Anche il processo di combustione nelle stufe più semplici può essere parzialmente meccanizzato: ventilatori per controllare l'apporto d'aria comburente, accumulatori di calore, ecc.. Tuttavia, per i piccoli impianti l'automatizzazione rimane abbastanza difficile. Negli impianti di grandi dimensioni funzionanti con legna a pezzi, ciò è possibile ma comporta esigenze particolari a livello del sistema di carica della camera di combustione. L'inomogeneità naturale dei pezzi di legna può provocare una combustione completa e può richiedere la costruzione di un sistema di caricamento a griglia, costoso e complesso.
In Svizzera, non sempre e non dappertutto è possibile garantire un approvvigionamento ottimale di legna a pezzi. Gli spazi per la preparazione della legna (spaccare, tagliare, lasciar essicare e stoccare al coperto ) si trovano perlopiù nelle zone periferiche e di campagna. Nelle zone urbane questi spazi sono spesso molto esigui.
Le applicazioni principali della legna in pezzi rimarranno quindi presumibilmente i riscaldamenti a carica manuale di piccola potenza, con la funzione di sistema principale o di riscaldamento ausiliario o d'emergenza. Questo tipo di impianti sta conoscendo in questi anni un momento molto favorevole, legato soprattutto alla costruzione di case a basso consumo energetico (p. es. secondo lo standard 'Minergie').
Singoli grossi impianti caricati con pezzi di legna rimarranno comunque anche in futuro economicamente interessanti se esistono le condizioni necessarie quali un basso costo della legna e una distanza ridotta dal luogo di provenienza.
La legna in pezzi è disponibile in ciocchi o squartoni di 100, 50, 33 o 25 cm di lunghezza. Essa si trova sia presso fornitori occasionali che presso le aziende e imprese forestali.

Cippato
I committenti di un edificio abitativo o di una piccola azienda desiderano fare capo all’energia del legno. Per limitare al massimo l’impegno per la gestione dell’impianto, la scelta cade su un sistema automatico a cippato. Questo genere di impianti viene utilizzato da anni per il riscaldamento di edifici di medie o grandi dimensioni, stabili industriali o interi quartieri attraverso reti di teleriscaldamento, a piena soddisfazione degli utenti. Grazie agli enormi progressi tecnici compiuti negli ultimi anni in questo settore, oggi esistono impianti a cippato adatti anche al riscaldamento di edifici di dimensioni contenute. Le caldaie più piccole possono fornire una potenza regolabile a partire da 5 kW e sono quindi idonee al riscaldamento di case mono o plurifamigliari o piccoli stabili artigianali. Spesso ad un riscaldamento a legna a cippato vengono pure allacciati edifici circostanti. Nelle moderne caldaie a cippato di una certa dimensione è possibile utilizzare senza problemi sia cippato umido (fresco) direttamente dal bosco che cippato secco.
Fornitura diretta - In questo caso la legna tagliata viene sminuzzata (cippata) quando si trova ancora nel bosco e trasportata direttamente all'acquirente. Per garantire una maggiore sicurezza di approvvigionamento il fornitore può trasportare i tronchi in un luogo facilmente raggiungibile anche d'inverno (neve e gelo) dove potrà poi essere trasformata.
La fornitura diretta del cippato di bosco è naturalmente meno costosa in quanto la lavorazione è minima e non è necessario disporre di un deposito intermedio. Naturalmente il commerciante di legname deve poter garantire la fornitura in qualunque momento dell'anno. Il cippato (legna sminuzzata) ha un contenuto di acqua che raggiunge al massimo il 60% (peso dell'acqua rispetto al peso della legna umida).
Lasciando gli alberi tagliati e non ancora sfrondati nel bosco per alcune settimane o mesi si può ottenere facilmente una diminuzione del quantitativo di acqua (<50%). Nel contempo nel bosco rimango le foglie o gli aghi, ricchi di sostanze minerali.
Fornitura indiretta - In questo caso la legna viene conservata in un deposito, già sotto forma di cippato. La fornitura indiretta è più costosa perché richiede appunto un deposito intermedio. È una buona soluzione laddove non è possibile entrare nel bosco per un lungo periodo e, come soluzione regionale, quando viene prodotta una grande quantità di cippato (deposito tampone).
Accanto alla fornitura diretta e a quella indiretta, esistono poi delle soluzioni miste, a dipendenza delle esigenze. Garantiscono un'elevata sicurezza di approvvigionamento e sono un po'più vantaggiose rispetto alla fornitura indiretta, visto che il deposito intermedio è di dimensioni minori.
Visto che il lavoro per il taglio, la cippatura, il trasporto e la conservazione dipende dal volume e non dal peso, per la legna di resinose i prezzi in relazione al contenuto energetico sono maggiori del 10-15% rispetto a quelli di frondifere.

Pellet
Per la produzione dei piccoli cilindri di 8 – 35 mm si utilizza la segatura delle industrie di lavorazione del legno, opportunamente essicata e pressata ad alta pressione attraverso uno stampo. La densità energetica dei pellets è da 1,5 a 2 volte (a seconda del tipo di legna) più elevata rispetto a quella della legna in pezzi. 2 chilogrammi di pellets sostituiscono 1 litro di olio da riscaldamento e un metro cubo di pellets sfusi contiene la stessa energia di 320 litri dello stesso combustibile, necessitando per lo stoccaggio poco più del doppio del volume.
Il pellet di legno viene fabbricato utilizzando segatura e trucioli di piallatura, che sono degli scarti di lavorazione generati nelle segherie e nelle operazioni di fresatura. La materia prima utilizzata non può contenere colla, lacche od altre sostanze estranee. La segatura viene pressata ad alta pressione attraverso una matrice. Il calore generato dalla pressione attiva le sostanze leganti naturali presenti nel legno. Questo fa sì che il pellet mantenga la propria forma anche senza l’impiego di additivi e di leganti artificiali. Il peso specifico del pellet è, a seconda dell’essenza legnosa utilizzata, ca. 1,5 – 2 volte superiore a quello della legna in pezzi. I piccoli cilindri hanno un diametro compreso tra 5 e 7 mm ed una lunghezza tra 10 e 50 mm. Un m³ di pellet pesa ca. 650 kg. Grazie al tenore di acqua molto basso (8-10 %) il pellet ha un potere calorifico molto elevato, attorno a 4,9 kWh/kg. Il pellet è un combustibile legnoso omogeneo: la sua combustione è pertanto molto efficiente e costante e genera cenere in quantità molto ridotta. La fabbricazione del pellet richiede molto meno energia rispetto a quanto il processo produttivo possa far possa pensare. L’energia grigia necessaria a fabbricare il pellet è solamente il 2,7% rispetto all’energia da esso contenuta.
Contrariamente agli altri tipi di riscaldamenti a centrali automatici legna, le caldaie e stufe a pellet possono modulare la potenza già a partire da 3 kW. Per questo motivo, esse sono particolarmente adatte all’impiego in case monofamigliari, che presentano un basso fabbisogno energetico.

Brichette di legno
Con bricchette di legno si intende 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 in bricchette. 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. In generale, si può dire che a livello di combustione, grazie all’elevata densità, le bricchette di legno si comportano come il carbon fossile (lignite). A differenza di quest’ultimo,le bricchette di legno producono però meno fuliggine, cenere e zolfo. Sono dunque più pulite e presentano un minore impatto ambientale. A questi vantaggi va aggiunta la loro neutralità per quanto riguarda le emissioni di CO₂, poiché usando il legno, una risorsa rinnovabile, il ciclo è chiuso. In pratica, il CO₂ emesso durante la combustione è lo stesso che l’albero ha assorbito durante la sua crescita grazie alla fotosintesi. CO₂ che tornerebbe comunque in atmosfera anche se l’albero rimanesse a decomporsi nel bosco. Per questo motivo, l’impiego di bricchette può essere paragonato all’uso di legna in ciocchi.
Le bricchette hanno tuttavia dei vantaggi rispetto alla classica legna in pezzi. Possiedono ad esempio un potere calorifico riferito al volume notevolmente più elevato. Per il cliente, questo significa che per lo stoccaggio del combustibile sarà sufficiente uno spazio più piccolo. A seconda del tipo di bricchette, si può indicare che 1 ton di bricchette (una misura classica) equivale a ca. 3 – 5 steri (metri cubi) di legna da ardere di faggio in pezzi. Con l’ulteriore differenza che 1 ton di bricchette occupa un volume di solamente 1,5 m3. Un altro vantaggio risiede nell’imballaggio. Solitamente le bricchette sono fornite in pratiche confezioni da ca. 10 kg, su bancali (palette), protetti e facili da trasportare.
Inoltre, siccome le bricchette sono fabbricate utilizzando trucioli molto secchi ed in modo omogeneo, non sussistono eventuali difficoltà dovute ad un umidità residua troppo elevata del combustibile. In effetti, a questo proposito nella legna in pezzi possono sussistere differenze anche all’interno di una singola fornitura. Non da ultimo, le bricchette producono quantità notevolmente inferiori di cenere rispetto alla legna in pezzi, di modo che gli intervalli di pulizia del sistema di combustione diventano meno frequenti. Chi intende approfittare del calore del legno attraverso un combustibile pulito, pratico e rispettoso dell’ambiente, dovrebbe assolutamente provare le bricchette di legno.
Le bricchette di legno sono fabbricate a partire da resti di legno non trattato, secco, quali ad esempio trucioli di piallatura, compresso ad alta pressione. Durante la pressatura, la lignina presente nel legno si trasforma e funge da legante per i trucioli. Non è pertanto necessario usare leganti aggiuntivi. L’elevata compressione applicata fa in modo che al suo interno le bricchette non contenga più aria. Questa caratteristica, assieme alla bassissima umidità residua del legno impiegato, fa sì che rispetto alla legna in ciocchi le bricchette abbiano un potere calorifico più elevato.