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Risparmio energetico

Scelta del combustibile: Aspetti ecologici ed energetici.

risparmio-energeticoIl combustibile negli impianti di riscaldamento è purtroppo quasi sempre una scelta obbligata sia dal luogo ove sorge l’edificio da riscaldare, sia dalla presenza in sito di una fonte energetica, facile da reperire, da utilizzare e a costi accettabili e controllabili.
Generalmente il criterio di scelta è dettato più da fattori di comodità e da una valutazione economica che da considerazioni ecologiche.
In montagna spesso accade che edifici isolati e gruppi di villette siano riscaldati a gasolio o a G.P.L. mentre la disponibilità di legna, presente sul posto, è tutt’al più presa in considerazione per far funzionare l’eventuale caminetto.
Nessuno si preoccupa dell’inquinamento dovuto al trasporto del combustibile con autobotti o autocisterne, né di quello causato da eventuali perdite di combustibile dai serbatoi, e quello dovuto alle emissioni prodotte durante la combustione si dà per scontato.
Il riscaldamento a legna era ed è ancora in massima parte appannaggio dei nativi dei luoghi di montagna che vivendo secondo il modello naturale del ciclo delle stagioni tramandato da generazioni, senza gli assilli quotidiani delle metropoli, provvedono per tempo alla ricerca della legna, alla sua selezione, al taglio, alla stagionatura e a stoccarla in legnaie limitrofe alle proprie abitazioni. In tal modo si affronta il lungo inverno nel migliore dei modi utilizzando da sempre un combustibile naturale che, reperibile sul luogo, entra a far parte di un modello di vita autoctono.

La possibilità di rinunciare completamente a fonti energetiche non rinnovabili è attualmente prerogativa di edifici sperimentali denominati “ad energia zero”, cioè case con minimo consumo energetico coperto da energie rinnovabili (quasi sempre quella solare con conversione termica e con pannelli fotovoltaìci a conversione elettrica).

Una di tali case è stata presentata all’esposizione nazionale delle ricerche HEUREKA svoltasi a Zurigo nel 1991 in occasione del 700° anniversario della Confederazione Elvetica. L’autore di codesto libro ha visitato l’esposizione dove ha potuto constatare l’autosufficienza energetica della casa ad energia zero lì presentata, che tuttavia a suo giudizio, presentava alcuni palesi difetti:

  • l’isolamento termico di forte spessore delle pareti e del tetto eseguito con materiali sintetici scarsamente permeabili all’aria e poco ecologici;
  • le finestre con triplo vetro erano a taglio termico con guarnizioni tali da impedire l’ingresso dell’aria; cioè completamente impermeabili all’aria;
  • il ricambio d’aria era assicurato da un impianto di ventilazione meccanica controllata a flussi incrociati con recuperatore di calore e ventilatore dotato di filtri;
  • l’accumulo di calore ad acqua prodotto dalla parete solare con collettori ad acqua era di grande volume occupando l’intero nucleo centrale della casa per tre piani;
  • l’impatto visivo dei pannelli solari inseriti in verticale sulla facciata principale della casa non era certamente dei migliori dal punto di vista estetico.

Comunque il prototipo ha certamente raggiunto gli scopi previsti che erano poi quelli di dimostrare ai visitatori che costruire una casa ad energia zero è certamente possibile, ma dal punto di vista biologico quell’esperimento non è certamente da riproporre.
Oltre ai costi rilevanti per dotare l’edificio di tutte le tecnologie costruttive ed impiantistiche necessarie a ridurre i consumi energetici al minimo e a sopperirvi con fonti energetiche rinnovabili, rimane il fatto più grave che la prima sensazione è quella di respirare male. Questo avviene a causa dell’impiego di materiali isolanti sintetici nelle pareti e nel tetto e dell’impermeabilità all’aria dei serramenti che neppure l’impianto di ventilazione meccanica controllata riusciva ad evitare.
E’ evidente che una sensazione seppur minima di soffocamento non è assolutamente conciliabile con le esigenze abitative in quanto costringerebbe le persone ad aprire le finestre durante l’inverno provocando un certo raffreddamento dei locali.
Nulla vieta di utilizzare materiali isolanti naturali con spessori ancora maggiori di quelli detta casa prototipo, sia nelle pareti che nel tetto, ma è impensabile impedire agli occupanti di aerare le stanze aprendo le finestre giacché questa è un’insopprimibile esigenza fisiologica ed anche talvolta psicologica degli occupanti di un’abitazione.

Attualmente la possibilità di rinunciare completamente ai combustibili fossile talvolta all’elettricità prodotta nelle centrali è appannaggio di case sperimentali, o di case poste in regioni dal clima invernale assai favorevole come ad esempio quello marino di alcune coste meridionali od insulari della nostra penisola. In giornate di pioggia con vento forte gli abitanti di queste aree devono sopportare temperature ai limiti dell’accettabile, incrementando la resistenza termica dell’abbigliamento e chiudendo bene imposte, porte e finestre.

Dovendo quindi utilizzare i combustibili vediamo quali sono le loro caratteristiche e il livello di inquinanti emessi durante la combustione.

Carbone e lignite
carbone-ligniteIl carbone è un combustibile fossile, risultato della trasformazione di prodotti vegetali (enormi quantità di legname) rimasti sepolti per milioni di anni.
Una classificazione dei carboni è tutt’altro che aevole in quanto si può dire che ogni singolo bacino carbonifero fornisca un prodotto diverso ed inoltre le caratteristiche del carbone estratto dallo stesso bacino non sono affatto costanti.
Per il riscaldamento degli alloggi, sia centrale con apposite caldaie dotate di griglia o di focolare meccanico a caricamento automatico, sia individuale con apposite stufe dotate di griglia, si sono utilizzate diverse qualità di carbone di cui la migliore per questi scopi è l’antracite, di colore nero, lucente e molto compatto.
L’antracite è un carbone magro che brucia quasi senza fiamma ed è particolarmente adatto per stufe e caldaie.
A titolo di informazione il suo potere calorifico inferiore è di 7600 kcal/kg dunque decisamente superiore a quello della legna che mediamente si attesta su 2500 kcal/kg.
Pur sviluppando una quantità di calore superiore di ben tre volte a quella della legna questo combustibile è molto più inquinante giacché il contenuto in zolfo è del 2%, riferito ad una umidità convenzionale dell’antracite del 5%.
Inoltre sono da considerare le ceneri e le materie volatili il cui contenuto percentuale varia a seconda della qualità del carbone entro valori compresi talvolta nero, compatto. Si distingue in lignite xiloide (dal greco xilos: legno) che ha l’aspetto, la struttura e il colore del legno (sotto forma di mattonelle può essere utilizzata nelle stufe e nei camini) e in lignite picea, di aspetto molto simile alla pece di cui ha lo stesso colore.
Le ligniti abbondano di sostanze volatili ed hanno in generale un elevato tenore di umidità e di ceneri.

Legna
legnaLa legna è un combustibile le cui emissioni inquinano come quelle di altri combustibili, eccezion fatta per l’anidride solforosa SO₂, totalmente assente dal legname. Viene tuttavia considerata una fonte energetica non pulita a causa degli inquinanti prodotti dalla sua combustione quali sostanze solide (fuliggine). NOx e CO su cui viene puntata l’attenzione, trascurando invece le emissioni di anidride carbonica CO₂ considerate il prodotto finale scontato di ogni combustione di materia organica.
Eppure va messo in evidenza che, al contrario dei combustibili fossili, la combustione della legna produce tanta CO₂ quanta ne può assorbire un albero, prendendola dall’atmosfera durante la fase della sua crescita grazie al meccanismo della fotosintesi.
Dunque, nella combustione della legna, la CO₂ si colloca in un ciclo assolutamente naturale. Inoltre la parte preponderante delle particelle solide è basica e non grava chimicamente sulla vegetazione.

Inoltre, nel ciclo di riproduzione del bosco si formano quantitativi di legna secca caduta naturalmente che opportunamente raccolta non contribuisce ad alimentare incendi e la raccolta è utile per la silvicoltura.
In ogni stagione, per varie ragioni, si rende necessario un taglio controllato di alcuni alberi che verranno rimpiazzati con altri in zone controllate. Si rende quindi disponibile legname che opportunamente stagionato potrà dopo due o tre anni, a seconda del tipo, essere utilizzato come legna da ardere.

Il legno è un combustibile naturale e il suo utilizzo e la sua preparazione sono decisivi ai fini di una buona combustione.
Spesso vengono commessi degli errori, quando ad esempio si inizia il taglio nel periodo dell’anno errato o quando si fa stagionare la legna accatastata senza alcuna copertura.

Anche immagazzinare la legna per la stagionatura in stanze poco o nulla aerate è un errore giacché l’umidità residua nella legna tagliata rimane spesso in questi casi oltre il 20% con il risultato che durante la combustione asciuga all’interno del focolare causando perdite di energia (formando minore potere calorifico) ed emissioni inevitabilmente alte di sostanze inquinanti. Un altro grave errore consiste nella pezzatura grossolana della legna. La legna deve bruciare lentamente, utilizzando piccoli pezzi e asciutta (meno del 16% di umidità residua) da inserire nel focolare solo in modeste quantità per evitare il soffocamento della fiamma.
Di regola la legna va tagliata in inverno e arieggiata per due anni sotto una copertura.

Vi sono sensibili differenze tra i vari tipi di legna da ardere relativamente alla facilità di combustione, alla durata dell’essicamento, al potere calorifico inferiore e alla facilità di preparazione.
I legni duri stagionati come faggio e quercia sono noti per la durata mentre quelli di essenze resinose (abete, larice e pino) per il profumo che emanano. Meno adatti sono i cosiddetti legni dolci come pioppo e betulla che bruciano molto velocemente.
A titolo di informazione il potere calorifico inferiore della legna da ardere (valore medio) è di 2500 Kcal/kg ma può crescere in relazione alla riduzione del contenuto di umidità residua.

Gasolio, olio combustibile, kerosene e G.P.L.
derivati-del-petrolioI combustibili liquidi che si impiegano negli impianti di riscaldamento sono tutti derivati dal petrolio greggio, un idrocarburo naturale liquido che si estrae dal sottosuolo e che si sarebbe formato per effetto della trasformazione di grandi masse di residui vegetali avvenuta in epoche antichissime. Il “petrolio greggio” è una miscela di idrocarburi cioè di combinazioni molecolari di carbonio con idrogeno.
Nelle raffinerie viene riscaldato e, in relazione al diverso punto di ebollizione di ciascuna frazione, si separano per distillazione i prodotti più leggeri, come ad esempio la benzina, da quelli via via più pesanti fino a quando rimangono i cosiddetti “oli residui”. Benché il petrolio greggio sia diverso in base alla provenienza, i prodotti petroliferi sono chiaramente definiti sia agli effetti merceologici, sia agli effetti fiscali, sia agli effetti della sicurezza e dell’impiego, sia infine agli effetti della Legge contro l’inquinamento atmosferico.

I prodotti petroliferi utilizzati comunemente nel riscaldamento ambientale sono: il kerosene, ossia il petrolio agevolato per il riscaldamento, il gasolio

Impianto di riscaldamento
Una delle principali cause di dispendio energetico e di inquinamento proveniente dalle costruzioni deriva dalla combustione degli impianti di riscaldamento.
Inoltre dato che, alle nostre latitudini, nel corso dell’anno il clima interno è in buona parte caratterizzato dal riscaldamento, sono di grande importanza i suoi effetti biologici, che vanno ben oltre alla funzione di “fonte di calore”, ma investono molti fattori fra i quali la qualità dell’aria e la sua umidità relativa.