EMISSIONI DI PARTICOLATO

La combustione di legna è responsabile per il 67% delle emissioni totali di particolato fine dannoso in Danimarca, benchè la combustione della legna copra soltanto il 3% del fabbisogno energetico danese. A titolo di raffronto, tutti le centrali di produzione di energia rispondono per il 3% delle emissioni di particolato pur fornendo circa la metà di tutto il fabbisogno energetico domestico. L'enorme differenza è dovuta al fatto che le centrali energetiche hanno una combustione sostanzialmente più pulita della combustione a legna ed inoltre depurano tutti i loro gas di scarico, quindi producono un inquinamento da particolato molto inferiore a parità di energia generata.

La figura 2 mostra le emissioni di particolato fine per unità di energia prodotta a partire da varie fonti di calore. Le emissioni da stufe e caldaie a legna sono riportate in condizioni operative ideali; in altre parole, le emissioni reali sono con tutta probabilità significativamente più alte.

Emissioni di particolato fine (PM2.5) da fonti di calore
(fattori di emissione per la Danimarca; grammi di particolato per GigaJoule di energia prodotta)

Figura 2 - Emissioni di particolato da varie fonti di calore. Come raffronto è incluso il contributo alle emissioni di un camion piuttosto vecchio. Per le caldaie è mostrato il dato con e senza il serbatoio d'accumulo. Le emissioni da teleriscaldamento e pompe di calore includono anche le emissioni della centrale energetica.

Le emissioni da un vecchio camion del 2006 sono relative all'assenza di filtro antiparticolato (oggi tutti i camion nuovi devono esserne dotati). Dalla figura si nota come le emissioni di particolato fine da combustione di legna siano così elevate che quelle da tutte le altre fonti di calore (e dai vecchi camion) paiono trascurabili al confronto.
Si vede anche che le emissioni da combustione di legna possono essere più che dimezzate semplicemente rimpiazzando i vecchi apparecchi con i nuovi, mentre al contempo l'inquinamento può essere ridotto di oltre il 90% utilizzando fonti più pulite come il teleriscaldamento, le pompe di calore, ecc. Fa una certa impressione il dato del metano che risulta oltre 15.000 volte meno inquinante oltre che oggi facilmente disponibile!

Misurazione di particolato ultrafine
Il Consiglio Danese per l'Ecologia ha condotto una serie di misure di particolato ultrafine da combustione di legna. Alcune misure sono state effettuate nella zona di miscelazione in cima al camino di una moderna stufa a legno a marchio ecologico (del 2011) collegata a un nuovo camino. Il particolato ultrafine è stato misurato con uno strumento P-Trak (modello 8525 Ultrafine Particle Counter). Per evitare la contaminazione da fuliggine dello strumento e per consentire una adeguato raffreddamento dei fumi è stato utilizzato un tubo lungo due metri, che ha contribuito ad assorbire circa il 30% del particolato.

Le misure sono state eseguite in condizioni operative ideali, cioè con adeguata presa d'aria e con pezzi piccoli di legna essiccata (10-20% di umidità) impilata a direzioni alterne nella stufa. E' stato usato un 1kg di legna. Il fuoco è stato acceso dall'alto con due blocchetti a base di etanolo. Il fuoco si è acceso rapidamente con fiamme di color giallo chiaro, il tutto ad indicare una corretta accensione e conduzione del fuoco.

I risultati delle misurazioni sono riportati in figura 3. Si nota che anche in condizioni ideali di combustione in una stufa a marchio ecologico, le emissioni di particolato aumentano istantaneamente fino al limite massimo di misura pari a 650.000 particelle per cm3 (saturazione dello strumento, valore corretto sottraendo il 30% adsorbito sul tubo di campionamento). Soltanto nei momenti in cui il vento (aria pulita) ha ripulito la zona di miscelazione in cima al camino il livello di particolato è sceso per breve tempo al di sotto del limite massimo di rilevamento.

Particolato ultrafine (numero di particelle per cm3)

Figura 3 - Misure di particolato ultrafine in condizioni operative ideali.

Nella realtà, le emissioni sono state marcatamente più elevate di quanto lo strumento era in grado di misurare e quindi di quanto mostrato in figura dove la curva spiana in corrispondenza alla saturazione dello strumento. In una fase successiva, sono stati introdotti i bricchetti di segatura (1 kg) e questo ha ridotto il livello di emissioni anche se sono rimaste in assoluto molto alte. Per raffronto, il livello di particolato ultrafine è stato anche misurato nel giardino (controvento senza effetti del fumo) e in un bosco limitrofo.

Tabella 1 - Emissioni di particolato ultrafine

Le medie delle misurazioni sono mostrate in tabella 1. Sono state inserite anche le rilevazioni sullo scarico di un camioncino diesel con filtro nuovo per confronto.

Si nota che le particelle ultrafini nel fumo sono in concentrazioni superiori a 230 volte quelli in giardino (privo di fumo) anche in condizioni ideali di utilizzo della stufa (legna secca di pezzatura ridotta accatastata come da raccomandazioni in una moderna stufa a marchio ecologico collegata ad un camino nuovo). La contaminazione da bricchetti di segatura è inferiore ma pur sempre oltre 100 volte il livello misurato in giardino. Per raffronto, il filtro antiparticolato del camioncino diesel rimuove quasi del tutto il particolato ultrafine (al limite di misurazione inferiore dello strumento).