Sistemi di sicurezza
I sistemi di alimentazione sono composti in genere da una o più coclee (più raramente nastri trasportatori) che fanno avanzare il cippato dal silo fino al focolare della caldaia. Tra queste coclee, viene creata una separazione fisica del materiale in modo che non vi sia continuità tra il focolare e il deposito, per evidenti ragioni di sicurezza.
Esempio di serbatoio o silo di cippato per alimentazione caldaia.
Questa separazione è attuata generalmente creando un dislivello dove il cippato cade per gravità ed è mantenuto ad un determinato livello massimo, controllato da fotocellule o altri sensori. In alcuni tipi di impianto, la separazione è aumentata da una ruota a palette che impedisce anche la continuità dell'aria (il ritorno del fumo e l'aspirazione di aria da parte della caldaia in depressione); inoltre vi possono essere ulteriori sicurezze attuate mediante serrande che si chiudono in caso di pericolo.
Esempio di alimentazione caldaia a cippato.
Oltre ai sistemi meccanici di separazione e di blocco del combustibile, sono necessari dispositivi di spegnimento che intervengano in caso di ritorno di fiamma. Generalmente, questi sono costituiti da spruzzatori di acqua comandati da sensori e temporizzati per evitare allagamenti; a volte è presente un ulteriore spruzzatore di sicurezza che entra in funzione anche senza la presenza di tensione, in quanto pilotato da una semplice valvola termostatica, il cui bulbo sensibile è posto a contatto con il canale di alimentazione del cippato.
La bontà e l'efficienza di tutti questi sistemi distinguono i diversi impianti e ne rappresentano, conseguentemente, una caratteristica importante. In Italia, non essendovi una normativa specifica e/o un controllo serio, accanto ad impianti dotati di tutti gli accorgimenti necessari, ne vengono proposti altri con vistose carenze in questi dispositivi di sicurezza (altri ne sono addirittura del tutto privi!): è chiaro che questi impianti costano meno e sono più "semplici".
Combustione e rendimenti
Esistono svariati tipi di caldaie a cippato che si differenziano soprattutto per le particolarità dei focolari, dei sistemi di regolazione della combustione, dell'estrazione delle ceneri, ecc. Alcune caratteristiche sono variabili in funzione della potenzialità della caldaia (ad esempio, i sistemi di estrazione della cenere saranno più completi e complessi per le grandi potenze, mentre nei piccoli impianti possono essere completamente assenti o comunque più rudimentali) ma, anche a parità di potenza, le tecnologie applicate a volte si differenziano notevolmente.
Ciò che distingue innanzitutto i diversi tipi di "caldaia" è la possibilità che queste hanno di bruciare materiali con umidità e pezzature più o meno variabili. Gli impianti più complessi hanno generalmente una minore sensibilità rispetto a questi parametri, e questo è dovuto al sistema di alimentazione, al tipo di griglia, al tipo di focolare e soprattutto al sistema di regolazione gestito da un microprocessore con più o meno capacità del programma. Le qualità (bontà) del software non dipendono tanto dall'elaborazione del programma, quanto dalla maggiore o minore presenza di sensori e dal loro tipo, validità degli attuatori dei servocomandi, ecc.
In generale, una moderna caldaia dovrebbe avere la capacità di bruciare con un buon rendimento e basse emissioni, un cippato di pezzatura standard (40x20x10 mm) con umidità fino al 50%, riferita allo stato umido, a carichi compresi tra il 30 e il 100%, con una discreta tolleranza alla presenza di pezzi di cippato fuori misura.
La minore o maggiore capacità a sopportare senza inconvenienti la variabilità dei parametri del cippato, a parità di caratteristiche di targa (soprattutto rendimento ed emissioni), assieme alla valutazione dei dispositivi di sicurezza e al prezzo, costituiscono i caratteri fondamentali di confronto dei vari impianti presenti sul mercato. Anche il consumo di energia elettrica specifico non è un fattore da trascurare.
Aspetti o richieste particolari fanno parte di altrettanto specifiche risposte dei vari costruttori ma, non presentando ancora la nostra regione delle grandi e sicure offerte nel mercato del cippato, èlogico scegliere un impianto che abbia una buona possibilità in fatto di assortimento del combustibile; essere vincolati a un materiale troppo precisamente definito significa: o poterne essere il produttore, come nel caso dell' industria, o doversi sottomettere incondizionatamente a terzi.
Al di là di ogni altra valutazione, è logico che un requisito fondamentale di una caldaia sia rappresentato dalla qualità della combustione, tanto più per una caldaia a legna. Anche in un impianto a combustibili tradizionali, una buona combustione rappresenta un vantaggio dal punto di vista dell'inquinamento e del rendimento, ma in una caldaia a legna tutto viene ancor più esaltato. Una cattiva o anche solo una mediocre combustione del legno è la fonte di una valanga di effetti negativi. Una valanga nel vero senso della parola perché un problema, o un danno, ne innesca un altro e così via.
Infatti, una combustione incompleta, o anche solo non ottima, causa un consistente aumento della fuliggine e della quantità di incombusti che richiedono maggiori interventi di gestione, migliori sistemi di separazione delle ceneri e incidono fortemente sul rendimento della caldaia. Si rischia così di passare in fretta dalle 1 o 2 ore di manutenzione settimanali, promesse dal costruttore della caldaia, a 1 o 2 ore al giorno, che sovente non bastano!
Le ceneri
I sistemi di estrazione delle ceneri comprendono sia l'abbattimento del particolato dai fumi, sia l'estrazione vera e propria dalla caldaia (dalla camera di combustione>. Per allontanare le ceneri dalla caldaia si adottano diversi sistemi, soprattutto in funzione della potenza, e quindi della quantità di ceneri da rimuòvere; per i piccoli impianti le operazioni possono essere anche completamente manuali.
Per impianti medio grandi conviene invece che l'estrazione delle ceneri sia quanto più automatica ed efficiente possibile, sia per diminuire le spese di gestione, sia per la pulizia dei locali, che incide, tanto sulla durata dei cuscinetti di un ventilatore, quanto sull'inceppamento di un relè, come su mille altre anomalie possibili e "costose" per i conseguenti interventi necessari. Quando è fattibile, conviene usare sistemi di estrazione a coclea, perché più semplici e molto meno soggetti a problemi, rispetto a quelli pneumatici, che a loro volta risolvono però situazioni particolari.
Per quanto riguarda la depolverizzazione dei fumi, i multicicloni bastano per la gran parte delle situazioni, essendo in grado di portare entro i parametri richiesti la maggior parte dei casi. Con necessità particolari, o per maggiori esigenze, oltre al separatore a multiciclone, si possono aggiungere svariati sistemi di filtrazione: da quelli elettrostatici, ai lavaggi, alla condensazione, ad altri apparati sempre comunque costosi e quindi applicabili solo a grandi impianti, dove se ne ammortizza e giustifica il costo.
Sistemi appropriati di abbattimento delle emissioni sono obbligatori per la combustione di legno non vergine: è questo il caso della termodistruzione di scarti legnosi, di varia origine, contenenti vernici, solventi o altri inquinanti.
Norme e vincoli
La normativa italiana, che regola la costruzione e la gestione degli impianti a legno, purtroppo èarretrata, o quantomeno non contiene distinzioni specifiche relative ai moderni impianti a cippato, che vengono quindi equiparati a una stufa del Settecento o a una termocucina. Basti pensare alla obbligatorietà del vaso di espansione aperto per gli impianti a legna, e di conseguenza anche per quelli a cippato completamente automatizzati.
La necessità di un vaso di espansione aperto, per un impianto termico a legna, è dovuta alla presupposta mancanza o rudimentalità di regolazione (chiusura) del combustibile, una volta raggiunta la temperatura di lavoro. Questa imposizione ha ragione di esistere per una caldaia a legna a pezzi, dove è possibile raggiungere anche la temperatura di sicurezza con il focolare pieno (basta aver fatto la carica un momento prima!) e dove le regolazioni lasciano a desiderare, ma con una caldaia a cippato, pilotata da una regolazione computerizzata che, al variare del carico e della temperatura, varia di conseguenza automaticamente l'afflusso del combustibile, è solo questione di arretratezza legislativa.
Inoltre in un focolare che contiene qualche manciata di cippato per una caldaia di centinaia di kW, e contenente metri cubi di acqua, la temperatura non si sposterebbe più di qualche frazione di grado anche se mancasse tensione, o si verificassero altre emergenze (quantomeno esiste un grado di sicurezza simile a quello di una caldaia a gas o nafta; con la "piccola" differenza che il cippato non scoppia, non 5 infiamma facilmente, ecc.).
Si spera che, parallelamente all'aumento degli impianti a cippato, il "legislatore" prenda in considerazione la stesura di una normativa specifica in materia, che riguardi non solo la parte idraulica, ma anche le disposizioni di sicurezza relative: ad esempio, al deposito del cippato, e ad altri aspetti di fondamentale importanza per il corretto sviluppo di questo settore dalle grandissime potenzialità economiche, sociali ed ecologiche.
Di Aldo Chiariglione
Energia & Ambiente s.r.l.
www.energiambiente.com
Fonte: Regione Piemonte
Assessorato Economia Montana e Foreste
Assessorato Agricoltura
Atti del Seminario "Approvigionamento e gestione degli impianti termici alimentati a cippato di legno".
Foto tratte dal catalogo LOHE GmbH - www.lohe.com