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TRE ELEMENTI IMPORTANTI NELLA QUALITA' DEL PELLET: L'AZOTO, IL CLORO, E LO ZOLFO

Scritta il 24th Nov 2010 @ 6:42 PM

Il legno è una biomassa, più in particolare, un prodotto vegetale composto principalmente da so­stanza organica costituita di carbo­nio, idrogeno ed ossigeno. Ma non solo. Il materiale contiene anche altri elementi chimici: tra questi l'a­zoto, il c1oro e lo zolfo. Tali elementi entrano a far parte di molecole im­portanti sia di natura organica sia di composti inorganici. Il loro conte­nuto nei materiali è molto variabi­le e l'azoto è l'elemento quantitati­va mente più presente rispetto agli altri due. Le concentrazioni si diver­sificano molto tra le differenti tipo­logie di biomasse (prodotti forestali e agricoli) e anche nell'ambito dello stesso prodotto (es. se si prende in considerazione un abete le carat­teristiche variano sensibilmente tra il tronco, il ramo e la corteccia). La composizione organica ed inorgani­ca è molto diversa nelle varie parti della pianta e cambia con l'età del materiale. A titolo di esempio in ta­bella 1 si riportano alcuni dei valori
caratteristici di contenuto di azoto, c1oro e zolfo in diverse biomasse.


Nell'ambito delle specie forestali im­piegate per la produzione di pellet di legno, i valori delle concentrazio­ni di questi elementi sono molto più bassi se paragonati con i contenuti delle altre tipologie di biomassa. L'analisi chimica di un prodotto, per­tanto, può rivelare aspetti qualitativi importanti. Se dalle analisi di un pel­let emergono elevati valori di azoto,zolfo e cloro è possibile supporre che il materiale di origine non sia ri­cavato solo dal tronco di legno ver­gine. A meno di inquinamenti acci­dentali del prodotto lungo la catena di produzione e trasporto, è possibi­le supporre la presenza di quantita­tivi di corteccia o di biomasse diver­se da quelle forestali  (agro-residui). Così come non si può escludere la presenza di inquinanti organici di sintesi, come quelli contenuti in al­cuni prodotti di scarto dell'industria del legno (colle, preservanti, ecc). Ma in quest'ultimo caso la legge è chiara e il prodotto non rientra più nell'ambito della categoria delle biomasse combustibili ai sensi del decreto legislativo 152/06 (Norme in materia ambientale). Pertanto, il materiale diventa rifiuto. Su que­sti aspetti la normativa italiana sul pellet non lascia spazi ad interpreta­zioni. Indipendentemente dal tipo di classe di qualità del pellet (A,B e C) il materiale di partenza non può essere recuperato da processi che prevedono sullo stesso aggiunte di sostanze chimiche (trattamento chi­mico). Non è un caso, quindi, che la norma sul pellet ammette l'impiego solo di specifiche categorie di ma­terie prime e l'obbligo di indicare il livello di concentrazione di azoto, cloro e zolfo contenuti nel ridotto. Specificatamente per il pellet di Classe A vengono definiti i limiti massimi di contenuti di cloro, azo­to e zolfo, rispettivamente di 0,3%, 0,03% e 0,05%, tutti espressi su base secca. Non è da escludere che in fu­turo tali limiti diverranno più restrit­tivi.


Ma quali sono le principali motiva­zioni che portano a concentrare l'at­tenzione su questi elementi chimici. In primo luogo l'aspetto ambientale. La combustione del pellet trasforma tutti e tre gli elementi contenuti in esso in pro atti gassosi inquinanti (principalmente ossidi o anidridi), dannosi per la salute dell'uomo e per l’ ambiente. Dall'azoto vengono prodotti gli ossidi di azoto, com­posti gassosi liberati nell'ambiente attraverso il camino. Queste so­stanze, tuttavia, sono generate an­che dalla combustione di prodotti combustibili non contenenti tale elemento. Infatti, in tutti i proces­si di combustione partecipa l'aria prelevata dall'ambiente, introducendo così grandi quantità di azoto atmosferico, in essa contenuta, che in corrispondenza delle alte tempe­rature del processo (800 - 1100 CC) si ossida. L'ossido di azoto prodotto può causare una serie di patologie a carico dell'uomo, può favorire la formazione di piogge acide e, infine, contribuisce alla formazione dello smog fotochimico, un insieme com­plesso di sostanze inquinanti che si producono in presenza di un "coc­ktail" variegato di prodotti chimici inquinanti, tra cui lo stesso ossido di azoto, sottoposto alla radiazione ultravioletta dei raggi solari. Anche nel caso dello zolfo vengono pro­dotti Composti gassosi inquinanti, in particolare anidride solforosa e solforica chiamati anche ossidi in base al tipo di nomenclatura ado­tatta). In questo caso la produzione di questi inquinanti è direttamente proporzionale al contenuto di zolfo del prodotto combustibile di part­enza. Infine, dalla combustione di prodotti contenenti il cloro vengo­no generati sostanze come l'acido cloridrico e i cloro gassoso, pre­cursori della produzione di diossi­ne (indicate anche come PCDD/F), prodotti notoriamente tossici per la salute umana e particolarmente insidiosi per loro diffusione lungo la catena alimentare.


Ci sono anche degli aspetti tecnici che giustificano la presenza di limi­ti per questi elementi nel pellet. Tra tutti i fenomeni corrosivi, a carico principalmente delle parti metal­liche, conseguenti alla formazione di composti con forti proprietà os­sidanti (c1oro, acidi, ecc). I processi di corrosione sono molto complessi e condizionati da numerosi fatto­ri. Nel caso della combustione del pellet in stufe e caldaie giocano un ruolo importante la presenza di altri elementi chimici (sodio e potassio),
i livelli di temperatura raggiunta in combustione, la formazione di pro­dotti di condensa lungo le pareti in­terne dell'impianto termico e della canna fumaria.
Per contenere l'inquinamento am­bientale generato dalle sostanze emesse a camino, nei grandi im­pianti sono introdotti dei sistemi di abbattimento dei gas di combustio­ne. La complessità di questi impian­ti, gli elevati costi, i volumi richiesti, rappresentano le principali ragioni che non permettono di sviluppare applicazioni simili su impianti ter­mici di basse potenze come quelli alimentati a pellet.


Su queste problematiche oggi si dispone comunque un mezzo im­portante di prevenzione: il control­lo della qualità del prodotto e della materia prima utilizzata per la pro­duzione del pellet. L'indagine ana­litica sulle materie prime di origine consente al produttore di pellet di disporre di informazioni importanti per gestire la produzione in impian­to e la qualità del prodotto immes­so sul mercato. La stessa norma sul pellet, difatti, oltre a stabilire i valori limiti, indica la metodica di analisi da seguire.
Il rispetto di queste indicazioni non è trascurabile. La scelta dei metodi stabiliti dalla normativa per l'ese­cuzione delle analisi chimiche di la­boratorio consente di ottenere dati precisi ed accurati e permette di sta­bilire dei confronti più oggettivi tra i prodotti presenti sul mercato.


Tabella 1 - Valori orientativi dei contenuti di N, CI e S in alcune bio masse

BIOMASSA

Azoto (%s.s.)

Cloro (%5.5.)

Zolfo (%5.5.)

Legno vergine

0,1- 0,5

0,01- 0,03

0,01- 0,05

Corteccia

0,3 -1,2

0,01- 0,05

0,02- 0,2

Potatura olivo

0,6 -1,3

---

0,2- 0,6

Miscanto

0,4 - 1,7

0,05 - 0,4

0,02 - 0,2

Paglia

0,3 - 0,5

0,1 - 0,7

0,05 - 0,12

Sansa di oliva

0,7 - 2,0

0,1 - 0,6

0,1 - 0,2

Panello di girasole

3,0 - 4,5

0,1 - 0,5

0,5 - 1,0

Vinaccia

1 - 2

0,03 - 0,01

0,03 - 0,05

Legno rifiuto (trattato)

0,1 - 4

0,03 - 0,5

0,03 - 0,3