Martedì, 29 Marzo 2016 00:00

Additivi nel Pellet: Clinkers

Il pellet è sostanzialmente un combustibile solido granulare fatto di segatura compressa in piccole capsule cilindriche normalmente del diametro da 6 a 10 mm.; Il 6 mm. è il più largamente utilizzato e costituisce uno standard Europeo per gli apparecchi di piccole dimensioni come stufe e caldaie civili (fino al max. 60-100 Kw.). Il suo peso specifico elevato (non galleggia nell'acqua), il suo contenuto acqueo bassissimo (<10%) e la sua trasportabilità fanno si che si comporti quasi come un combustibile liquido. In pratica, grazie alla tecnologia dei microprocessori attuale, il pellet viene avviato nella camera di combustione automaticamente per poi essere incendiato in automatico ad un ora prestabilita (stufe) od una richiesta di calore precisa (caldaie).

Per meglio comprendere il funzionamento dei medio-piccoli apparecchi a pellet presenti sul mercato è necessario dare un piccolo sguardo ai principi meccanico-fisici sui quali si basano. Come si vede dallo schema esistono sostanzialmente tre diversi tipi di sistemi di alimentazione del pellet nella camera di combustione e tutti prevedono l'esistenza di un piccolo serbatoio integrato nella stufa/caldaia: 

Il sistema largamente più usato, specie in questa parte d'Europa, è l'alimentatore a coclea inclinata a 40-45° (A) che provvede al prelievo ed al dosaggio stesso del pellet portandolo in caduta libera all'interno di un tubo; di qui il combustibile scivola per gravità sino all'interno della camera di combustione e quindi nel braciere. Tale accorgimento isola perfettamente il serbatoio e gli organi meccanici dalle alte temperature di combustione poiché il tubo di scivolamento non contiene ostruzione alcuna e rimane vuoto la maggior parte del tempo. Il braciere dove avviene la combustione è dotato di appositi fori sul fondo che consentono il passaggio dell'aria comburente ed è proprio questo il lato negativo di tale sistema utilizzato nelle comuni stufe a pellet: pellet ad elevato contenuto ceneri di scarsa qualità, mancanza di regolare pulizia dei fori, portano ad un rapido declino delle prestazioni di combustione e compromettono l'affidabilità dell'apparecchio. Va compreso che rimane comunque uno dei sistemi probabilmente più compatti e sicuri e, dal momento che è installato sulla maggior parte di stufe domestiche, la pulizia periodica risulta sufficientemente comoda e rapida.

Quando si deve maneggiare del combustibile di scarsa qualità ed in generale quando si parla di apparecchi di più grandi dimensioni come alcune caldaie, esiste un secondo metodo (B) già largamente utilizzato nel passato, ancor prima dell'avvento del pellet per uso domestico. Come si vede dallo schema la differenza principale sta nel fatto che esistono due coclee di cui una è direttamente inserita all'interno del braciere di combustione; praticamente il combustibile è alimentato dal basso e non in caduta dall'alto; inoltre l'alimentazione è forzata. In questo modo si ottiene il vantaggio di espellere il materiale mal-combusto e cenere con la pressione esercitata dal nuovo combustibile in arrivo. Ciò fa si che l'apparecchio sia meno sensibile alle variazioni di qualità del combustibile in quanto la cenere, a differenza del sistema precedente, non viene espulsa dalla sola aria comburente ma da un azione soprattutto meccanica. 

Gli svantaggi sono una più difficile distribuzione dell'ossigeno comburente necessario in un profondo braciere e la presenza di un organo meccanico come la coclea finale che rimane costantemente a contatto per la sua punta con temperature molto elevate: ciò comporta sicuramente maggior usura dei metalli di questa parte e quindi minor durata. 

L'ultimo sistema di alimentazione rappresentato dallo schema è il (C); la differenza principale sta nell'utilizzo di uno stantuffo in luogo di coclee. Il combustibile viene letteralmente "spinto" dalla camera sottostante al serbatoio dentro un "canale" chiuso ai quattro lati che sbuca nella camera di combustione. Non è un sistema molto utilizzato per via della sua difficoltà e costo nella realizzazione (attriti per tolleranze/interferenze) e non va dimenticato che deve essere ben progettato onde evitare ritorni di fiamma per eventuale polvere di segatura residua lasciata dall'attrito stesso. I vantaggi sono legati alla sua capacità di maneggiare combustibili eterogenei in pezzatura e soprattutto con residui ceneri molto elevati. 

Una volta scelto il sistema di alimentazione e combustione più adeguato il produttore di tecnologia per il pellet ha la possibilità di adottare "scambiatori" (aria/aria, aria/acqua) di varia natura che permettono di cedere il calore generato dalla fiamma del combustibile all'ambiente domestico circostante; la natura di questo scambiatore condiziona il rendimento generale della macchina per cui la percentuale di calore che viene trasmessa al mezzo di diffusione utilizzato per cedere calore all'ambiente si manifesta in un numero percentuale detto "grado di efficienza". 

Come intuibile il grado di efficienza è un dato molto importante: è infatti vero che alcuni apparecchi possono essere robusti e privi di difetti da un punto di vista meccanico/elettronico ma celano consumi eccessivi assolutamente intollerabili ed antieconomici. Questi problemi sono soprattutto legati alle caldaie o termostufe create per cedere calore ad un impianto classico con radiatori/termosifoni, dove le superfici trattate sono ben maggiori di quelle riscaldate dalla normale stufa a pellet ad aria calda. Purtroppo sono molti i casi in cui caldaie nate per la combustione di biomasse di varia natura (legna, cippato, gusci di mandorle e nocciole, sansa esausta di olive, ecc.) sono state proposte per l'utilizzo con il pellet di qualità 6 mm. di diametro. Tali apparecchi esistono già da tempo perché legati appunto a realtà di scarti locali specifici, dove industrie di settore sono produttrici di oli, frutta secca, ecc. Quando l'Italia ha conosciuto il pellet il primo pensiero di alcune aziende è stato quello di proporre questi apparecchi per la combustione dello stesso… La realtà è però ben diversa e si basa su anni di studi e ricerche per l'ottenimento di scambiatori specifici per i gas caldi generati dalla combustione del pellet, in grado di sfruttare appieno questo nobile combustibile. 

Il quadro tecnologico di settore vedeva, sino a poco tempo fa, ai primi posti aziende canadesi, svedesi ed austriache che però hanno per contro elevati costi di acquisizione tecnologica e di conseguenza di ammortamento. Le aziende italiane stanno rapidamente crescendo e sono ormai moti i casi di offerta di apparecchi di buona efficienza ed affidabilità: l'importante è chiedere adeguate informazioni e schede tecniche a riguardo. 

Il clinkers: un nemico

Per chi già conosce il problema e per chi deve ancora effettuare una scelta di apparecchio e di azienda alla quale appoggiarsi, tentiamo di spiegare che cosa rappresenta questo termine tanto temuto da tutti i fabbricanti di apparecchi a pellet…

Sovente per esperienza personale o perché si è sentito parlare da amici, alcuni sono stati delusi da questi apparecchi per via di problemi legati a cattiva combustione del pellet, talvolta imputati al combustibile stesso, talvolta alla stessa stufa. Problemi di nerofumo in camera di combustione, mancate accensioni automatiche e deboli fiamme scure sono le cose più comuni che possono capitare, legate eventualmente a cattive registrazioni alla prima accensione dell'apparecchio, oppure a condotti fumi intasati e sporchi oltremisura. Se si parla però di strane formazioni spugnose, simili a pietra lavica poco compatta o a "sabbia agglomerata", potrebbe essere colpa di eccessivo "clinker" che, in alcuni casi, obbliga alla fermata e alla pulizia del braciere di combustione nonostante non sia ancora necessario eliminare la cenere. 

Il clinker altro non è che il fenomeno della fusione delle ceneri ed esiste in tutti i processi di combustione di biomasse (in quantità differenti), ancor prima che si parlasse di pellet… 

Normalmente gli utilizzatori di stufe (e non) danno la colpa al pellet dicendo che è sporco o contaminato, provano a cambiare marca e riscontrano differenze importanti o eliminano il fenomeno totalmente: potrà sembrare strano, nonostante tutto ciò sia vero, al tempo stesso non è il pellet la causa principale! 

Per capire si deve far riferimento all'essenza del legno stesso utilizzato per la produzione del pellet: quando si scompone biomassa a mezzo di calore (combustione), per ben completo che sia svolto il processo, è inevitabile ottenere un residuo solido che chiamiamo comunemente cenere. Essa è costituita dalla sostanza inorganica non combustibile (sali di varia natura, ferro, altri metalli pesanti, ecc.) intrecciata tra le fibre organiche (combustibili) come la cellulosa; ovviamente le quantità di ceneri variano molto a seconda del combustibile utilizzato ed anche il pellet non fa differenza. Quello che un produttore serio deve fare è cercare di non contaminare ulteriormente il prodotto durante la fase di movimentazione della segatura, ma sicuramente non si può condannare nessuno se è madre natura stessa ad aver permesso alle piante di assorbire queste sostanze dal terreno a mezzo delle radici… A seconda dell'ubicazione e della tipologia le piante contengono quantità differenti di metalli e sali, di conseguenza la segatura derivata avrà caratteristiche differenti; inoltre è poco chiaro il ruolo che giocano alcuni sali durante la combustione: sembrerebbero prediligere certi metalli legandosi molto più facilmente. 

Tra le cose più certe rimane comunque il fatto che ogni biomassa ha delle temperature di fusione differenti e i problemi sembrerebbero iniziare un po' per tutti a partire dai 650 C°.

Nonostante sembri una temperatura molto elevata, le stufe a pellet (ma anche le caldaie) la raggiungono abbastanza facilmente per cui si arriva al paradosso dovendo dire a volte che il pellet più calorico è quello che causa più problemi! Quello che si può fare, a parte il cambio di combustibile, è cercare di far permanere meno cenere possibile e per meno tempo all'interno del braciere, oppure raffreddare il tutto di qualche grado ad intervalli ciclici; normalmente è la variazione di aria aspirata attraverso le braci la soluzione più adottata per le stufe, mentre per altri apparecchi di maggior taglia si adottano di fabbrica sistemi di pulizia meccanica o ventilatori secondari che "raffreddano" il processo. 

Conclusioni:

Purtroppo va compreso che nelle stufe di questo genere, specie se molto piccole, le quantità di combustibile bruciato di volta in volta sono alquanto esigue ed a sua volta esigue sono le quantità di aria comburente necessaria; proprio quest'ultima, giocando un importanza fondamentale per una buona combustione, va regolata molto bene, finemente. Le ostruzioni dei fori di passaggio della stessa causate dal clinker alterano le quantità in difetto e causano i problemi già menzionati; se gli intervalli tra una pulizia manuale e l'altra sono ancora accettabili il fenomeno è considerabile normale, se invece diventa una scocciatura molto frequente ci di deve armare di un po' di pazienza ed evitare di puntare di primo acchito il dito sul produttore della stufe o del pellet. 

Poiché nessuna azienda, pur non avendo sovente una colpa diretta, ha interesse ad una cattiva pubblicità, potete star certi che insieme potranno scaturire dei consigli circa le abitudini di utilizzo ed eventualmente successive regolazioni al fine di limitare/eliminare il problema. 

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