Generatori di calore a biomassa legnosa.Normativa vigente e in preparazione

Giovanni RaimondiniCoordinatore GL 602 CTIMontegrotto Terme (PD) – 11 giugno 2010

L'interesse per la biomassa comecombustibile per il riscaldamento civile ècresciuto notevolmente negli ultimi anni, enon solo nelle zone rurali, anche a causadei crescenti costi del gasolio e del gas.dei crescenti costi del gasolio e del gas.

Dalle Pubbliche Amministrazioni, centralee locali, sono arrivati segnali contrastantinei riguardi di questo nuovo fenomeno.

Da una parte si è incentivato, anche con sgravifiscali, l'uso di un combustibile considerato a“costo zero” rispetto ai combustibili fossili e a“emissioni zero” di anidride carbonica, dall'altrasono state poste restrizioni alla combustionedella biomassa in quanto produttrice di polverisottili.

Contestualmente a questa rinascita di interesseverso il primo combustibile usato dall'uomo, si èattivato, in Europa e in Italia (CTI), il mondo dellanormazione tecnica: sono state emanate, o sistanno predisponendo, norme sui combustibili esugli apparecchi.

Le norme tecniche di prodotto, elaborate dalCEN (Comitato Europeo di Normazione) con ilcontributo dei singoli Stati (UNI e CTI per l'Italia),e da essi recepite – in Italia norme UNI EN –servono a qualificare i prodotti per il loro liberocommercio e utilizzo nell'Unione Europea.Stufe, caminetti, termocaminetti, termocucinesono considerati dalla direttiva 89/106/CEEsono considerati dalla direttiva 89/106/CEE“prodotti da costruzione”, e devono esseremarcati CE; le caldaie a biomassa solida,invece, non ricadono sotto tale direttiva. Lenorme europee specificamente richiamate dauna direttiva si definiscono armonizzate.

La marcatura CE non significa solo chel'apparecchio soddisfa la direttiva prodotti dacostruzione, ma tutte le direttive europeeinteressate: fra queste la “bassa tensione” (se visono componenti elettrici), la “compatibilitàelettromagnetica” (presenza di telecomandi), la“apparecchi in pressione” (circuito ad acquacalda), la “macchine” (alimentazionecalda), la “macchine” (alimentazioneautomatica).La marcatura CE viene ottenuta tramite unlaboratorio “notificato” che rilascia un certificatodi prove effettuate in conformità alla normatecnica pertinente.

Le norme tecniche di riferimento sono:�UNI EN 13240 per le stufe;�UNI EN 13229 per i caminetti/termocaminetti;�UNI EN 12809 per i boilers;�UNI EN 12815 per le termocucine;�UNI EN 14785 per le stufe a pellets;�UNI EN 15270 per i bruciatori a pellets (*).La norma di riferimento per le caldaie è la UNILa norma di riferimento per le caldaie è la UNI303-5, non armonizzata; la caldaia nonnecessita di marcatura CE.L'elenco delle norme armonizzate per la direttivaprodotti da costruzione è periodicamenteaggiornato sulla GUCE (ultimo: 19 marzo 2010).(*) non ancora armonizzata

Le prove – termiche e di emissione – inlaboratorio per l'attribuzione della marcatura CEnon sono però del tutto esaustive:�i valori certificati sono relativi a prove su unapparecchio e non sulla produzione di serie, conprelievi a campione;�il combustibile di prova e le modalità operativeferiscono da quelli che si avranno nella realtà;feriscono da quelli che si avranno nella realtà;�le modalità di misura sono coerenti solo perregime di funzionamento stazionario (nonraggiunto da stufe a grande massa).

Anche il combustibile è sottoposto a normazionetecnica. Il CTI, che ha emanato una propriaraccomandazione relativa al pellet, sta seguendogli sviluppi del prEN (progetto di norma) 14961,suddiviso in più parti: 1 (requisiti generali), 2(pellet), 3 (brichette), 4 (cippato), 5 (legna).Per maggiori informazioni sulla caratterizzazionedei biocombustibili – non solo biomassa legnosadei biocombustibili – non solo biomassa legnosa– si rimanda al sito dell'AIEL, AssociazioneItaliana Energie Agroforestali www.aiel.cia.it.La qualità del combustibile deve però “sposarsi”con l'economia e l'ecologia (“chilometri zero”)!

Ma la pur necessaria qualificazione dicombustibili e generatori di calore non èsufficiente: un'installazione non corretta e unamanutenzione scarsa o assente contribuisconosignificativamente ad abbattere il rendimento –minimizzando o annullando il risparmio dienergia – e a far crescere le emissioni diinquinanti, in particolare il particolato.inquinanti, in particolare il particolato.

In ambito CTI, si sta quindi procedendo allarevisione della pur recente norma UNI10683:2005 “Generatori di calore alimentati alegna o da altri biocombustibili solidi - Requisitidi installazione”.

Si è inoltre sentita la necessità di redigere unanorma tecnica che consentisse di valutare,analogamente a quanto accade per i generatoridi calore a combustibile liquido o gassoso, ilrendimento di combustione del generatoreinstallato, e le effettive emissioni in atmosfera.

La UNI 10389 “Generatori di calore – analisi deiLa UNI 10389 “Generatori di calore – analisi deiprodotti della combustione e misurazione inopera del rendimento di combustione”, inrevisione, è stata suddivisa in due parti: la10389-1 (pubblicata a settembre 2009) per igeneratori alimentati a combustibile gassoso eliquido, la 10389-2 (in elaborazione), per igeneratori alimentati a biomassa legnosa.

Il compito che attende ipartecipanti al gruppo dilavoro è difficile: senzal'attiva partecipazione ecollaborazione di tutte lecategorie interessate(produttori di apparecchi(produttori di apparecchie strumenti di misura,progettisti, installatori emanutentori) si rischia diredigere un documentoinutile, se non dannoso.

Oltre alle caldaie di media e grossa taglia,collocate in centrale termica, si stannodiffondendo generatori di potenza intorno a 10 –20 kW (termocaminetti, termocucine, stufe apellet) installati all'interno delle abitazioni,analogamente a quanto accade con le caldaie agas per riscaldamento autonomo.

Una prima difficoltà che si è presentata è stataquella di considerare nello stesso ambito diapplicazione tipologie di generatori molto piùdiverse tra loro di quanto lo sia la caldaia a gasper l'impianto autonomo dalla caldaia a gasolioal servizio di un pluricondominio.

È inoltre impensabile considerare alla stessastregua – per quanto riguarda la misurazione inopera del rendimento di combustione e l'analisidei prodotti della combustione – la caldaia a gase il termocaminetto a legna: alla prima arriva ilcombustibile (a composizione controllata epressoché costante) tramite rete di distribuzione,la messa a regime è rapida, non ci sono prodottila messa a regime è rapida, non ci sono prodottidella combustione solidi da campionare. L'analisidella combustione può essere effettuata in pochiminuti, con una strumentazione relativamentesemplice; non è così nel caso deltermocaminetto o della stufa a pellet, e ladifferenza – anche se meno sensibile – valeanche per le caldaie di grossa taglia.

Il progetto di norma UNI 10389-2 è stato pensatosoprattutto per consentire all'installatore di“collaudare” il generatore di calore, inserito in unimpianto termico o a se' stante, al manutentoreper controllare, in occasione di interventiperiodici o su richiesta del cliente, se tuttofunziona correttamente e le prestazioni attesevengono realizzate, e anche a un verificatorevengono realizzate, e anche a un verificatorepubblico di accertare che vengano rispettate –dove vigenti – prescrizioni relative a rendimentied emissioni. Certamente i tempi necessari, erelativi costi, rendono impensabile unaperiodicità di verifiche analoga a quella previstasui generatori di calore a combustibile fossile.

In ogni caso non si prevede di applicare la futuranorma ai generatori di calore a focolare aperto e,per quanto riguarda la misurazione delle polverie della potenza termica del focolare, aigeneratori di potenza ≤ 35kW.

Si prevede inoltre, considerata l'assoluta novitàdell'argomento, di provare le procedure previstedell'argomento, di provare le procedure previstedal progetto di norma su diverse tipologie digeneratori di calore e di combustibili, pressolaboratori accreditati, simulando tipicheinstallazioni per uso domestico e similare, e diproseguire con sperimentazioni su installazionireali, prima di pubblicare la norma..

Il campionamento dei prodotti gassosi dellacombustione viene effettuato con la stessatecnica e la stessa strumentazione (analizzatoreportatile) prevista dalla UNI 10389-1;naturalmente occorre prevedere una cella ingrado di leggere fino a 20.000 ppm di CO, e sideve effettuare una misurazione del tiraggio per igeneratori senza ventilatore nel circuito digeneratori senza ventilatore nel circuito dicombustione, e della pressione relativa perquesti ultimi.Per la procedura di campionamento delle polverie il posizionamento della (eventuale) presa dicampionamento si attendono ulterioriinformazioni dalle prove di laboratorio sopracitate.

Le misurazioni vanno effettuate con generatore aregime e alla portata termica di targa, o regolatadal responsabile dell'impianto. Lo stato diregime, in assenza di istruzioni del fabbricante,si ritiene raggiunto per generatori a caricamentomanuale, dopo la combustione di almeno duecariche nominali, e per quelli a caricamentoautomatico dopo almeno 1 ora di funzionamentoautomatico dopo almeno 1 ora di funzionamentoalla potenza termica prevista per la misurazione.

Un problema che si presenterà: garantire che ilgeneratore sottoposto all'analisi vengaalimentato con il combustibile adatto per tipo,quantità e qualità, indicato dal fabbricante odall'installatore, e rispondente alla specificanorma UNI di prodotto.

L’operatore dovrà riportare sul rapporto di provatutti i parametri significativi per descrivere lecondizioni di misurazione. Come minimo:•carica nominale (per generatori a caricamentomanuale), o impostazione adottata (per generatoria caricamento automatico);•qualità del combustibile (essenza, diametro,lunghezza, umidità, con o senza corteccia etc .);lunghezza, umidità, con o senza corteccia etc .);•tempo di attesa tra l'introduzione del combustibileper l’analisi e l’inizio delle misurazioni;•tiraggio effettivo del camino per generatori atiraggio naturale o pressione relativa pergeneratori con ventilatore nel circuito dicombustione;•regolazione del generatore (apertura dell’ariacomburente, valvola di tiraggio etc.).

Prima di dare inizio alle prove, l'operatore dovràinoltre determinare, con apposito strumento, ilgrado di umidità della legna (espresso in %), seil generatore è alimentato con legna in tronchetti;per tutti gli altri combustibili, come il pellet, ilcippato, le bricchette, etc. il produttore delcombustibile deve fornire il valore di umiditàall’atto della consegna. Sarà responsabilità di chiall’atto della consegna. Sarà responsabilità di chiutilizza l'impianto garantirne lo stoccaggio inmodo da non alterare tale valore.

La misurazione dei parametri per l'analisi deiprodotti della combustione e la determinazionedel rendimento (temperature dell'ariacomburente e dei prodotti della combustione,concentrazione di O2 o, in alternativa, di CO2,concentrazione di CO) deve essere effettuataalmeno per 15 minuti, in continuo o a intervalli ditempo eguali con un intervallo tra due letturetempo eguali con un intervallo tra due lettureconsecutive non superiore a 60 secondi. Nelcaso di generatori di calore a caricamentomanuale l'inizio del prelievo deve essereeffettuato da un minimo di 10 ad un massimo di15 minuti dopo l'innesco della carica nominale.La misura di ogni singolo parametro è ottenutadalla media aritmetica delle misure significative.

Per quanto riguarda le polveri, si ricorda che ilvigente D. Lgs. n. 152:2006 prevede (AllegatoIX, Parte III, sezione 2), valori limite per impiantialimentati a biomasse di 100 mg/Nm3 perpotenze maggiori di 150 kW, e di 200 mg/Nm3

per potenze comprese fra 35 e 150 kW. Nellasuccessiva sezione 4 si indica, come norma diriferimento, la UNI EN 13284-1, che tuttavia è diriferimento, la UNI EN 13284-1, che tuttavia è didifficile, se non impossibile, applicazione perimpianti e apparecchi di piccola taglia. Sembrapossibile – anche se tutt'altro che semplice –applicare in questi casi il metodo previsto dallalegislazione tedesca (campionamento su filtro,con successiva essiccazione e pesatura).

Il progetto di norma UNI 10389-2 fornisce anche:•il metodo per la misurazione della potenzatermica del generatore di calore (> 35 kW) , notoil potere calorifico inferiore del combustibile –valore indicato dal fornitore oppure ricavatodalle tabelle in appendice al progetto di normastesso;•formula e coefficienti per la determinazione del•formula e coefficienti per la determinazione delrendimento di combustione , in funzione delgrado di umidità del combustibile e della suatipologia, biomassa legnosa o carbone di legna(ammesso dal D. Lgs. n. 152/2006). Le prove dilaboratorio e in campo consentiranno diindividuare le opportune incertezze di misuranei casi di generatori di calore a caricamentomanuale o automatico.