Umidità del pellet

Che cosa indica l'umidità del pellet

L'umidità è la quota di acqua sulla massa totale del combustibile, espressa in percentuale. Un pellet con il 10% di umidità contiene in ogni tonnellata 100 kg di acqua e 900 kg di sostanza secca di legno. L'umidità si determina con i metodi descritti nella norma ISO 18134, che si compone di tre parti: il metodo di riferimento, il metodo semplificato e la determinazione dell'umidità nel campione per analisi^[15].

Il pellet è un combustibile eccezionalmente secco, perché la materia prima viene essiccata prima della pellettizzazione e il pellet stesso è molto compatto. È questo che lo distingue dalla legna in ciocchi, la cui umidità dipende dalla stagionatura. Il processo è descritto nell'articolo come si produce il pellet.

Tal quale e sostanza secca

Nei rapporti di prova sui combustibili i risultati si trovano espressi in due modi:

• tal quale (Il combustibile nello stato in cui è stato consegnato, compresa l'acqua che contiene (ingl. as received).)Il combustibile nello stato in cui è stato consegnato, compresa l'acqua che contiene (ingl. as received). — risultato riferito al combustibile «come acquistato», acqua compresa. Su questa base si indicano umidità, potere calorifico, durabilità e massa volumica apparente^[1];
• sostanza secca (Il combustibile privo di acqua. Il regolamento polacco la definisce come lo stato dopo un'essiccazione di oltre 2 ore a 105–110 °C (ingl. dry basis).)Il combustibile privo di acqua. Il regolamento polacco la definisce come lo stato dopo un'essiccazione di oltre 2 ore a 105–110 °C (ingl. dry basis). — risultato ricalcolato sul combustibile senza acqua. Su questa base si indicano ceneri, azoto, zolfo e cloro^[1],[36].

Un valore riportato nel rapporto sulla sostanza secca si converte al tal quale moltiplicandolo per (100 − M)/100, dove M è l'umidità in percentuale. Per il potere calorifico si aggiunge una correzione per l'energia necessaria a far evaporare l'acqua: la formula completa è nella pagina sul potere calorifico^[44].

Effetti sulla combustione e sul rendimento della caldaia

L'acqua nel combustibile riduce le prestazioni in diversi modi:

• Meno energia per chilogrammo. Più acqua c'è, meno legno contiene la stessa massa di combustibile.
• Energia spesa per l'evaporazione. Prima che il legno inizi a bruciare, l'acqua deve scaldarsi ed evaporare. Il calore necessario viene dal combustibile, e il vapore se ne va dal camino.
• Temperatura più bassa in camera di combustione. L'evaporazione raffredda la zona di combustione. La combustione diventa meno completa, e questo favorisce la formazione di monossido di carbonio, fuliggine e polveri.
• Regolazioni da rivedere. La caldaia dosa il combustibile in porzioni di volume definito. Un pellet più umido porta in ogni porzione meno energia, perciò le regolazioni impostate per un combustibile secco non sono più adeguate.

Inoltre, più vapore acqueo nei fumi significa un volume maggiore di gas caldi che escono dalla caldaia, e con essi calore perso. Per questo il rendimento della caldaia, che nella documentazione si riferisce a un combustibile con parametri definiti, in pratica cala quando il combustibile è più umido.

Quanta energia sottrae l'acqua

Le cifre rendono bene l'entità del fenomeno. Qui sotto abbiamo calcolato il potere calorifico sul tal quale di un pellet il cui legno ha 19,0 MJ/kg sulla sostanza secca, a diversi livelli di umidità. Abbiamo usato la formula dello studio VTT, conforme alla norma ISO 18125^[44].

In questo esempio la differenza tra un pellet con il 6% e uno con il 10% di umidità è di circa 0,86 MJ/kg, cioè quasi il 5% dell'energia di ogni chilogrammo. Entrambi i campioni rientrano nei requisiti, ma l'acquirente paga la tonnellata, non l'energia.

Requisiti e soglia del 20% nelle delibere antismog

ENplus ammette in tutte e tre le classi (A1, A2, B) un'umidità massima del 10,0% sul tal quale, determinata secondo la ISO 18134^[1]. Lo stesso valore (≤ 10,00%) è adottato dal regolamento polacco per il pellet; per i bricchetti il limite è del 12,00%^[36]. Anche il progetto di norma ISO 17225-2 indica ≤ 10% per tutte le classi^[12].

Le delibere antismog polacche trattano l'umidità in un altro modo, cioè come divieto di bruciare biomassa troppo umida. Nel voivodato della Małopolska (esclusa Cracovia) vige il divieto di bruciare legna e biomassa con umidità superiore al 20%^[41]. Nel voivodato della Slesia è vietata la combustione di biomassa solida con umidità sul tal quale superiore al 20%^[43]. A Cracovia dal 1° settembre 2019 vige il divieto di utilizzare combustibili solidi, biomassa compresa, per cui le caldaie a pellet non vi sono ammesse^[42].

Stoccaggio e assorbimento di umidità

Il pellet esce secco dallo stabilimento, ma può riprendere umidità in seguito. I pellet assorbono acqua dall'aria umida e, a contatto diretto con l'acqua, si gonfiano, perdono coesione e tornano a sfaldarsi in segatura. Un materiale del genere non solo ha un potere calorifico più basso, ma intasa anche la coclea. Non a caso su ogni sacco ENplus deve comparire l'indicazione di conservarlo all'asciutto (nel documento ENplus: «Store in dry conditions»)^[2].

L'umidità di solito si vede a occhio nudo: i pellet diventano opachi, si crepano nel senso della lunghezza e sul fondo del sacco aumenta la segatura. È il segnale che il problema riguarda anche i fini e la durabilità meccanica.