LA COMBUSTIONE:

la combustione della legna ed altre biomasse

La combustione COMPLETA e PULITA della LEGNA non è affatto semplice da realizzare...

IL LEGNAME DA ARDERE E' UN COMPOSTO COMPLESSO che necessita di tecnologie avanzate per esprimere il suo completo potenziale termico in condizioni di massima ecologia.

LA COMBUSTIONE DELLA LEGNA e di tutte le biomasse E' INIZIALMENTE COME LA COMBUSTIONE DEL GAS...

MENTRE NELLA FASE TERMINALE DI BRACI VIVE E' COME SE POTESSE BRUCIARE ANCHE LA "BOMBOLA CONTENITRICE DEL GAS".

L'avvio della combustione del legno si sviluppa in presenza di condizioni che la inneschino e favoriscano.

2) occorre che vi sia presenza d'ossigeno.

Per rinnovare la presenza d'ossigeno comburente nelle stufe si apre completamente l'aria primaria ed il tiraggio... se non basterà si potrà tenere socchiusa la portina di carico legna o di scarico cenere per il tempo necessario all'avvio del fuoco.  Il buon tiraggio della canna fumaria, aumenta l'afflusso d'aria (e quindi d'ossigeno) nella camera di combustione. La presenza della presa d'aria esterna assicura ossigenazione, buon funzionamento ed elimina i rischi d'intossicazine da fumo.

Il riscaldamento del legno oltre una certa soglia (150°C) innesca lo sprigionamento di gas combustibili dalle sue fibre... è come aprire la valvola d'una bombola di gas contenente tra l'altro: idrogeno, metano, carbonio... i quali si incendiano a 225°C sviluppando temperature sempre più elevate, fino ad oltre 750°C.

La prima fase della combustione d'un pezzo di legno è difficoltosa perchè una parte del calore va perso nell'evaporazione dell'umidità residua ancora contenuta nel legno... di qui deriva l'importanza di bruciare legna ben secca!

Al termine dell'emissione di gas combustibili, rimane un pezzo di carbone di legno (carbonio) anch'esso brucia ma senza fiamma, produce una temperatura di 400°C e diventa incandescente e luminoso: è la brace!

La  fase di combustione dei gas con la fiamma viva fornisce il doppio del calore rispetto alla succesiva fase di braci (che però dura molto più a lungo).

Il legname che brucia sviluppa i gas per l'85% della sua massa, la brace rappresenta solamente il 14% della massa, il restante 1% sarà il residuo di cenere (utilizzabile come concime o per fabbricare detersivi biologici).

I gas produrranno il 67% del calore nella fase iniziale di combustione con fiamma viva mentre le braci che durano più a lungo riusciranno ancora a donarci il 33% del calore.

Dal momento che la brace sviluppa circa 400°C e necessitando di 225°C per innescare la combustione dei gas (emessi già a 150°C) si comprende come buttando delle scaglie di legname o cortecce o rametti sulle braci roventi il fuoco si re-inneschi con facilità: è più facile ravvivare il fuoco che accenderne uno da capo a stufa fredda. 

Attenzione perchè non si potrà mai pretendere d'incendiare un grosso ceppo con poche braci... anzichè portare il ceppo a 225°C saranno le braci che cedendo troppo calore rischieranno di spegnersi.

Vedi anche la sezione sul Legname da ardere, per approfondimenti.

Piccola cronistoria di “che cos’è il legno”

Il legno è una materia prima talmente familiare che risulta scontato e banale dargli una definizione.

Il legno è prodotto da un vastissimo gruppo di organismi vegetali detti appunto “vegetali legnosi” (gli alberi e gli arbusti).
 

Da un punto di vista biologico il legno è un tessuto molto complesso, composto da diversi
elementi (vasi, fibre, cellule parenchimatiche).
 

Esso ha una duplice funzione:
meccanico-strutturale: sostenere e dare forma all’organismo
fisiologica: garantire il trasporto della linfa all’interno dell’organismo

Chimicamente la sua composizione è la seguente:
cellulosa 40-50%
lignina 20-30%
altre sostanze (carboidrati, grassi, tannini, Sali minerali) 20-30%


 

La legna come ogni altro tessuto vegetale deriva in ultima analisi dalla fotosintesi che utilizza:
l’energia luminosa prodotta dal sole,
l’acqua ed i sali minerali, presenti nel terreno,

l’anidride carbonica (CO 2 ) presente nell’atmosfera.

LA POSTCOMBUSTIONE o COMBUSTIONE SECONDARIA della legna:

Grazie a studi tecnici ed esperimenti si è compreso che i fumi residui scaturiti dalla combustione della legna possono essere ricombusti generando ancora una buona quantità di calore. In più dalla loro post combustione si ottengono fumi meno inquinanti e si ottiene un forte abbattimento della quantità di monossido di carbonio.

I fumi devono essere molto caldi per essere ricombusti, devono superare i 600°C e devono ricevere una sufficiente quantità d'aria calda ben ossigenata.

Esistono noti marchi produttori di stufe e focolari che hanno scelto d'inserire nella camera di post combustione un catalizzatore in grado di diminuire la temperatura necessaria da 600°C a soli 300°C.

Questo elemento innesca una buona post combustione, piulisce i fumi e genera calore.

Questo interessante sistema garantisce migliori rendimenti e minor inquinamento anche ad andature minime quando risulterebbe impossibile raggiungere i 600°C. Queste stufe sono anche dotate di pirometro per controllare l'andamento della combustione.

Una valida tecnologia alternativa avviene nei nuovi focolari in grado di mantenere temperature all'interno del focolare anche superiori ai 1100°C con combustioni eccezionali in presenza di minori quantità d'aria comburente, anche ad andature medio-moderate.

La combustione COMPLETA E PULITA del legname da ardere non è affatto semplice da realizzare... pochi apparati riescono a fornire la comodità di una combustione lenta e lunga fino ad oltre 30 ore

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IL PIROMETRO:

E' uno strumento di misura, è un "termometro della temperatura di combustione". 

Può esser utile a regolare e tenere d'occhio le temperature di combustione.

PIROMETRO MAGNETICO:

e' un termometro esterno magnetico che si potrà applicare in una zona esterna del focolare esposta alla fiamma e ci darà indicazioni delle temperature superficiali del metallo... la temperatura interna sarà più elevata di quella superficiale, l'indicazione seppure MOLTO UTILE non sarà mai precisa.

Spesso il pirometro viene applicato alla canale da fumo (metallica).

In USCITA FUMI leggiamo la temperatura superficiale del metallo, se è inferiore a 200°C può ridurre il tiraggio mentre se supera i 300°C tende a ridurre il rendimento per eccesso di dispersioni di calore nei fumi... attenzione che la temperatura interna dei fumi è quasi il doppio della temperatura del metallo indicata dal pirometro.

Attenzione perchè nelle stufe generiche una temperatura indicata di 250°C può corrispondere a fumi realmente con 400 o 500°C corrispondenti a fughe e perdite di calore veramente molto elevate... solo gli apparati evoluti possono recuperare il calore senza perderlo eccessivamente dal camino!

PIROMETRO A SONDA:

Nelle caldaie è talvolta presente un termometro a sonda pusto in uscita fumi.

Nelle stufe Catalizzate Canadesi troverete un PIROMETRO A SONDA che misura la temperatura fumi in uscita del caltalizzatore.

immagine: catalizzatore attivo che sta bruciando i fumi

E' uno strumento molto più preciso ed utile rispetto al pirometro magnetico.

Il calore che troviamo in uscita del catalizzatore è molto pregiato, un calore che le stufe normali non recuperano dai fumi e pemette abbattimento notevole dei consumi di legna.

Immagine: pirometro a sonda meccanico

La sonda va a diretto contatto con i fumi fornendo quindi un indicazione di temperatura estremamente precisa e reale.

Vedi anche COMBUSTIONE   PULITA