IPOTESI PROGETTUALI PER IL RISCALDAMENTO A BIOMASSE IN AREA MONTANA

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Giuseppa Bartoli
8 anni fa
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1 Progetto CISA IPOTESI PROGETTUALI PER IL RISCALDAMENTO A BIOMASSE IN AREA MONTANA Intorduzione CISA Centro per lo Sviluppo dell Appennino Dott. Ing. Filippo Marini

2 Introduzione Utilizzo della biomassa legnosa come risorsa del territorio Le piante, durante la loro crescita, immagazzinano energia dal sole tramite la fotosintesi clorofilliana. Con la fotosintesi le piante assorbono anidride carbonica ed emettono ossigeno, trattenendo il carbonio, primo elemento costitutivo della fibra vegetale. Questa energia può essere recuperata sotto forma di calore attraverso la combustione. Il carbonio che si libera in questo processo, principalmente sotto forma di CO 2, ritorna all ambiente entrando nuovamente nel ciclo. In sintesi il ciclo del carbonio è un ciclo chiuso, ed è per questo che l utilizzo delle biomasse vegetali viene considerato una fonte di energia rinnovabile. Il legno poi è un materiale facile da reperire relativamente economico ed il suo utilizzo permette una buona gestione del territorio, andando a valorizzare non solo una fonte di energia pulita e locale, ma anche una buona gestione delle risorse boschive, spesso lasciate all incuria e all abbandono. Inoltre la creazione di un sistema di produzione e consumo del legno come forma di energia, potrebbe creare nuova occupazione ed aiutare a risolvere il problema della dipendenza dai combustibili fossili. Questo studio si pone quindi l obiettivo di valutare la fattibilità tecnica ed economica di alcuni progetti di riconversione da combustibili fossili a biomassa legnosa, in modo da creare una base di discussione per eventuali impianti pilota, che dimostrino l efficacia ed illustrino la tecnologia per la produzione di calore dal legno.

Questa energia può essere recuperata sotto forma di calore attraverso la combustione.

3 Impianti di riscaldamento a legna (descrizione generale, uso e manutenzione) In generale per impianti di piccole dimensioni (fino a 100 kw) la combustione del legno in ciocchi o ridotto in cippato viene eseguita in una caldaia a fiamma inversa. In queste caldaie la camera di combustione è sotto la zona dove si trova il combustibile, rendendo il sistema piuttosto compatto e con la possibilità di alimentare manualmente con i pezzi di legna. Il ricircolo dell aria è permesso da una ventola posta sulla bocca di uscita dei fumi; questa aspirando i gas combusti crea una depressione che permette il richiamo dell aria dall esterno. Una parte di aria detta primaria, viene immessa sopra la griglia dove il legno inizia a gassificare, cioè a bruciare in modo incompleto producendo soprattutto monossido di carbonio ed idrogeno; solo successivamente all interno e con l immissione di un altra parte di aria detta secondaria, la combustione si completa. Questo processo permette di dosare la giusta quantità d aria in funzione di due stadi fondamentali e gestire quindi in modo ottimale l ossidazione.

In queste caldaie la camera di combustione è sotto la zona dove si trova il combustibile, rendendo il sistema piuttosto compatto e con la possibilità di alimentare manualmente con i pezzi di legna.

4 La continua evoluzione tecnologica ha portato oggi ad avere caldaie con una combustione ottimizzata, tramite il controllo e la gestione dei parametri principali, ottenendo un rendimento elevatissimo (oltre il 90%) ed emissioni pressoché nulle. Alcune aziende offrono caldaie anche di piccola taglia funzionanti solo a cippato o a pellet, in questo caso non esiste più la necessità della fiamma inversa; il funzionamento è del tutto simile, ma il combustibile viene spinto su una griglia dove brucia grazie all aria che filtra dal basso della griglia stessa. Manutenzione Per quanto riguarda la manutenzione, essa dipende dalla tipologia di caldaia e dalla qualità del combustibile; in genere le piccole caldaie hanno lo scambiatore di calore verticale, di conseguenza sulle pareti di quest ultimo non si depositano ceneri e la pulizia è dovuta sostanzialmente alle incrostazioni generate dai fumi. Maggiore è l umidità del legno maggiori saranno le incrostazioni, anche la presenza di un alta percentuale di corteccia o di altre impurità (terra, foglie ) obbliga ad una pulizia più frequente; da qui emerge l importanza di una buona qualità del combustibile, sia per una buona gestione della combustione stessa e quindi minori consumi, sia per minimizzare le operazioni di manutenzione che per allungare la durata di vita della caldaia stessa. Le ceneri La quantità di cenere prodotta dipende principalmente dalla percentuale di corteccia presente nel legno. Per caldaie funzionanti con legno in ciocchi o cippato di tronco la quantità di cenere prodotta dalla combustione è circa 1% in peso. Per impianti di piccole dimensioni quindi, la cenere totalmente prodotta in un anno di attività è trascurabile e comunque largamente inferiore a quella prodotta dalle vecchie stufe a legna.

Alcune aziende offrono caldaie anche di piccola taglia funzionanti solo a cippato o a pellet, in questo caso non esiste più la necessità della fiamma inversa; il funzionamento è del tutto simile, ma

5 Produzione e gestione del cippato Per poter utilizzare il legno in impianti con caricamento automatico si devono ridurre i tronchi in trucioli attraverso l operazione di cippatura. Una macchina apposita, attraverso una serie di coltelli, taglia il tronco in pezzettini (chips in inglese); questo poi viene messo nel silo di stoccaggio dell impianto, dove un braccio rotante lo direziona verso la coclea che lo trasporta poi alla caldaia. Per impianti di piccole dimensioni, come quelli trattati di seguito, la gestione del cippato può essere fatta in completa autonomia attraverso cippatrici da collegare direttamente al trattore. Le metodologie di produzione possono essere due: Cippatura del legno stagionato Cippatura del legno fresco Nel primo caso il legno viene fatto asciugare coperto durante il periodo estivo e cippato successivamente al bisogno, in modo da poter essere messo direttamente nel silo di stoccaggio dell impianto solo quando serve, evitando quindi che il legno vada in fermentazione perdendo così le proprietà energetiche e creando problemi al sistema. Nel secondo caso il materiale viene cippato fresco, ottenendo un truciolo con umidità elevata difficilmente gestibile dall impianto; si deve quindi pensare ad uno stoccaggio coperto ed areato in cumuli a forma di cono, in modo da permettere un asciugatura nel periodo caldo dell anno. Ovviamente il primo sistema sembra il più conveniente, ma obbliga ad una manutenzione maggiore della macchina cippatrice; andranno infatti affilati più spesso i coltelli ed in generale lo sforzo risulta maggiore. Quindi se la quantità annua necessaria di cippato è modesta si adotta in genere il primo sistema.

direziona verso la coclea che lo trasporta poi alla caldaia.

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