combustione del legno e polveri fini

COMBUSTIONE DEL LEGNO E POLVERI FINI
La combustione del legno è spesso considerata come una delle
principali fonti di emissione di polveri sottili, ma questo problema
può essere superato attraverso l’impiego delle moderne tecnologie.
Il dibattito sulle polveri fini è sempre molto acceso e la combustione
del legno è spesso vista come una delle principali fonti di emissione
di particolato. Quando però si leggono attentamente i contenuti
degli studi, si comprende che questo è un problema legato anche al
fatto che gli impianti utilizzati risalgono,in prevalenza, ai primi anni
90.
È quindi da prendere in considerazione che l’evoluzione tecnologica
negli ultimi 25 anni ha migliorato in modo impressionante la qualità
dei processi di combustione del legno, e quindi i rispettivi fattori di
emissione.
Inoltre è da sottolineare il fatto che oltre alla quantità delle polveri
bisogna considerare l’influenza della composizione chimica sul
grado di tossicità del particolato.
CARATTERISTICHE DELLE POLVERI FINI
Le polveri fini PM 10 e PM 2.5 sono una sospensione di particelle
solide e liquide in aria il cui diametro aerodinamico è inferiore a 10
e 2.5 micrometri.
Esse si differenziano a seconda della composizione chimica dei loro
costituenti ed in base alle sorgenti da cui si originano.
Dal punto di vista sanitario le particelle PM 10 più grossolane
raggiungono la parte superiore dei polmoni, mentre quelle più fini
possono raggiungere perfino la regione alveolare.
Nella massa delle particelle sono presenti due componenti correlate
alla dimensione granulometrica: quelle fini si originano da processi
che avvengono ad elevate temperature; queste particelle
trasportano composti inorganici (solfati, nitrati e carbonio
elementare) e organici oltre a componenti semivolatili. Le particelle
più grossolane, invece, si originano da processi meccanici come
l’erosione, la corrosione e l’abrasione di materiali; queste particelle
rappresentano la seconda componente e trasportano componenti
del suolo e spray marino.
Un’altra frazione, le particelle ultrafini, si può caratterizzare meglio
attraverso il conteggio del numero di particelle per cm3, perché
nonostante siano abbondanti in numero, contribuiscono solo in
piccola parte alla massa del PM.
Le particelle PM hanno un tempo di resistenza in atmosfera che
dipende dai processi di deposizione e coagulazione. Le particella più
fini permangono più a lungo in atmosfera e possono essere
trasportate per lunghe distanze (1000 o più km).
Il PM è emesso direttamente da sorgenti primarie, ma si forma in
atmosfera anche per reazioni di precursori gassosi (PM secondari).
La stima delle emissioni prodotte da sorgenti nelle quali non sono
coinvolti processi di combustione presenta un considerevole grado
di incertezza.
TIPI DI POLVERI FINI EMESSE DAGLI IMPIANTI A
COMBUSTIONE A LEGNA
Contrariamente agli impianti che emettono fuliggine,come i motori
diesel e gli impianti alimentati ad olio,gli impianti a combustione a
legna possono essere divisi in base ai diversi tipi di polveri fini che
emettono:
• La FULIGGINE e i composti aromatici policiclici formati per il
90% di carbonio che vanno a formarsi in caso di combustione
incompleta. Ciò si può verificare anche quando vi sono
impianti malfunzionanti con carica a mano in particolare
quando la camera di combustione è ancora fredda o per una
riduzione di apporto di aria per ritardare la combustione, in
molti casi la causa principale è l’utilizzo di legna bagnata.
Queste miscele di carbonio sono risultate uno dei componenti
più importanti del riscaldamento globale, seconde solo
all'anidride carbonica ma sicuramente più importanti del
metano. Finora la fuliggine è stata trascurata come elemento
che contribuisce al riscaldamento globale,perché si era
convinti che non si mischiasse con altre particelle
dell'atmosfera,ciò è stato confutato dagli ultimi esperimenti.
L'importanza di questa osservazione deriva dal fatto che, un
miscuglio contenente fuliggine assorbe più radiazione solare e
irradia il doppio del calore rispetto alle particelle di puro
carbonio.
• I SALI
si formano dalle ceneri durante la combustione
completa. In perfetto stato di funzionamento,gli impianti
automatici emettono modeste quantità di fuliggine, ma le
emissioni di polveri fini contenenti sali sono relativamente
elevate. Queste particelle possono entrare nei polmoni, non
sono quindi prive di rischi anche se vengono considerate meno
nocive delle polveri provocate dai composti organici della
1
Stufa domestica
Nox
( kg/TJ)
106 +/35
107 +/29
COV
( kg/TJ )
664
+/412
448
+/112
CO
( kg/TJ )
4.463
1.562
4.303
775
Polveri
( kg / TJ)
+/- 148
+/68
+/- 90 +/- 15
MODERNI
APPARECCHI
Caldaia
centralizzata
fuliggine.
• METALLI PESANTI E DIOSSINA possono prodursi in caso di
malfunzionamento dei riscaldamenti a legna comunque queste
sostanze nocive vengono a prodursi durante l’incenerimento
dei rifiuti o di materiale di scarto della foresta.
FATTORI
TERMICI
DI
EMISSIONE
DEI
La tabella 1 indica il fattore di emissione degli apparecchi a legna
rilevabile circa 10 anni fa.
I risultati ,riportati in tabella 2, indicano l’attuale livello del fattore
di emissione delle moderne caldaie a legna, cippato e pellet.
COV
CO
Polveri
2
Nox
( kg/TJ) ( kg/TJ ) ( kg/TJ ) ( kg / TJ)
Caldaia a pezzi di legna 85
3
65
14
Caldaia a cippato
101
<1
18
18
Caldaia a pellet
81
<1
31
11
Dal confronto delle due tabelle risulta evidente il notevole
miglioramento delle performance di combustione degli apparecchi
negli ultimi 10 anni. Ponendo a 100 il fattore di emissione delle
polveri dei vecchi apparecchi, la riduzione ottenuta varia dall’ 85%
al 98%.
A cura di Mattia Costa, Virginia Gabaldo e Piazza Luana