Legna da ardere - potere calorifico, confronto tra specie, fattori che influenzano la combustione

A proposito di mobili di ogni tipo, case a bușteni o su struttura in legno, piani di tavoli in legno e resina epossidicaPer esempio, per i pavimenti, le pavimentazioni, le porte, le finestre e così via, abbiamo dimenticato uno degli usi più antichi del legno, quello della legna da ardere. Fino a qualche tempo fa, bruciare la legna nelle stufe, nei forni o sotto i fuochi d'artificio era la norma. Mia nonna paterna non ha mai cucinato con qualcosa di diverso dal fuoco a legna. Sebbene la maggior parte della gente del villaggio fosse passata a cucinare su una stufa alimentata da una bottiglia, al nonno non piaceva il sapore del cibo cucinato in quel modo. Così la nonna cucinava su una pirofila davanti alla stufa sul fuoco di legna. Il sapore era davvero unico. La grande gioia dei nostri nipoti era quella di rovistare nelle pentole. Quando finivamo di mangiare, eravamo tutti sporchi della fuliggine delle pentole, ma che importava!

Torniamo alle proprietà combustibili del legno. Tutte le specie bruciano allo stesso modo? Se il legno è così diverso da specie a specie, e anche all'interno dello stesso albero, il calore è lo stesso indipendentemente dal legno che brucia? Perché a volte è difficile accendere il fuoco e perché a volte fa molto fumo? A quale temperatura si accende la legna? Come posso bruciare la legna in modo efficiente? Sono sicuro che molti di voi si sono posti queste domande e molte altre, come me. Penso che ci siano modi migliori per utilizzare la legna che non come legna da ardere, ma apprezzo ancora la pizza fatta nel forno a legna e il fuoco che scoppietta nella stufa in una giornata invernale 🙂 .

Qual è il potere calorifico del legno?

Quando il legno brucia, produce energia. Questa energia viene percepita come rilascio di calore. La quantità di calore che il legno emette attraverso la combustione è il suo potere calorifico. Potere calorifico è la quantità di calore rilasciata dalla combustione di 1 kg di legna da ardere. Si misura in kcal/kg, kJ/kg o kWh/kg, con valori diversi a seconda dell'unità di misura. Il potere calorifico determina l'efficienza con cui i diversi tipi di legna possono riscaldare lo spazio desiderato.

Il potere calorifico dipende dal contenuto di umidità del legno ed è inversamente proporzionale ad esso. Ciò significa che maggiore è il contenuto di umidità del legno, minore è il potere calorifico. Il legno verde, appena tagliato, emette meno calore del legno ben essiccato. Il potere calorifico massimo si determina al contenuto di umidità 0% (potere calorifico assoluto). Poiché è quasi impossibile raggiungere questo contenuto di umidità nelle normali condizioni di stoccaggio della legna da ardere, il contenuto di umidità a cui si fa riferimento è 15%, che viene fissato naturalmente dal legno quando viene essiccato nell'ambiente. Si raccomanda tuttavia di tenere la legna in casa, vicino alla stufa o al camino, per almeno 24 ore prima di metterla sul fuoco. In questo periodo l'umidità diminuisce e la legna brucia meglio e in modo più efficiente.

Potere calorifico - influenzato dalla specie legnosa e dalla struttura interna del legno

Il potere calorifico delle specie legnose varia da specie a specie. Esso dipende da:

1. contenuto di cellulosa e lignina. La lignina ha un potere calorifico di 6000 kcal/kg e la cellulosa e l'emicellulosa di 4150 kcal/kg. Ciò significa che la legna da ardere con un contenuto di lignina più elevato (legno di resinoso) emette più calore.
2. densità - La densità della legna da ardere è molto importante. Più denso è il legno, più alto è il potere calorifico. Da qui la differenza tra la base del tronco di un albero - più densa, con un potere calorifico più elevato - e la cima - più sciolta, che brucia più velocemente e rilascia meno calore.
3. Ridurre il contenuto d'acqua - È molto importante sapere quanta acqua aveva il legno al momento dell'abbattimento perché, dopo l'essiccazione, l'acqua lascia dei vuoti, risultando in un legno più appassito. Il legno che ha un'umidità di 35-40% al momento della segagione (ad es. quercia) sarà molto più denso a 15% di umidità rispetto al legno che ha avuto un'umidità di 60-65% (ad es. pioppo, salice).

Nonostante queste differenze, non c'è un'enorme differenza nel potere calorifico delle specie se rapportato alla massa. Non tanto da considerare un tipo di legno come legna da ardere inutile, mentre un altro tipo di legno riscalderà immediatamente la vostra casa. La differenza evidente è nel contenuto di umidità, nel tasso di combustione, nel rapporto superficie/volume, di cui parleremo tra poco. Ma prima qualche esempio di valori calorifici determinati a 15% di umidità. Non tutte le fonti forniscono gli stessi valori, ma sono abbastanza vicini.

• Pino - 4000 kcal/kg
• Molid - 3725 kcal/kg
• Ceci - 3700 kcal/kg
• Acacia - 3575 kcal/kg
• Fag - 3550 kcal/kg
• Ciliegia - 3550 kcal/kg
• Quercia - 3450 kcal/kg
• Plop - 3200 kcal/kg

Negli esempi precedenti, il potere calorifico del legno in questione è legato alla sua massa. Se, invece, è rapportato all'unità di volume, il legno denso - quercia, acacia, faggio - avrà un potere calorifico maggiore.

Infiammabilità del legno. Fattori che influenzano la combustione

Rapporto tra superficie e volume

Il legno brucia perché è infiammabile. Per accendersi, ha bisogno di una fonte di fuoco. Un legno con una densità media e un contenuto di umidità di 12-15% si accende a 300ºC. L'infiammabilità del legno aumenta in modo direttamente proporzionale a rapporto tra superficie e volume. Ecco perché il legno sottile, la segatura, si incendia più velocemente di un tronco. Anche in questa idea, la sospensione di polvere di legno nell'aria può costituire una miscela esplosiva. Il legno brucia dall'esterno verso l'interno. Un legno più sottile si accende più velocemente e brucia rapidamente, mentre un legno più spesso brucia più a lungo.

Umidità

Umidità è un altro fattore che influenza la combustione. Il legno bagnato brucia più lentamente perché prima deve essere eliminata l'acqua. Il potere calorifico del legno bagnato è inferiore perché parte dell'energia viene utilizzata per far evaporare l'acqua. Viene prima rilasciata acqua libera e poi acqua legata della struttura legnosa. L'acqua scompare gradualmente man mano che il fuoco si sposta verso l'interno. Rimuovendola rapidamente si creano tensioni e il legno si spacca, diffondendo scintille. Quanto più denso e duro è il legno, tanto maggiori sono le sollecitazioni e la probabilità di scintille.

Circolazione dell'aria

La combustione del legno è un processo ossidativo. Per essere mantenuto è necessaria l'aria (in particolare l'ossigeno nell'aria). Per questo motivo un fuoco coperto si spegne e quando entra una fonte d'aria il fuoco si riscalda (come quando si apre la porta o la finestra in una stanza in cui il fuoco è acceso). È stato stabilito che per bruciare 1 kg di legna sono necessari 0,6 kg di aria. A causa della maggiore quantità di aria presente nelle pentole di grandi dimensioni, Le caducifoglie bruciano meglio delle resinoseQuest'ultimo ha vasi molto sottili chiusi alle estremità (tracheidi). Il legno con pori grandi brucia meglio di quello con pori piccoli. Ma anche la densità del legno gioca un ruolo importante. Più il legno è denso, più è difficile da accendere e più lentamente brucia, rilasciando calore più a lungo.

Quali specie bruciano in modo più efficiente

Le resine bruciano più lentamente e rilasciano più calore (a causa del maggiore contenuto di lignina). Un altro motivo per cui gli alberi resinosi rilasciano più calore è il loro contenuto di resina, che è considerata un vero e proprio combustibile. I legni duri giovani o meno densi bruciano più velocemente e rilasciano meno calore. Man mano che la loro densità aumenta, emettono più calore di un volume simile di legno resinoso.

Bruciare la legna: per riscaldarsi, proteggersi e colorarsi.

Bruciare la legna per riscaldarsi o cucinare è in realtà una combustione, poiché è totale. Ho già scritto in passato della combustione della legna, ma si trattava di protezione e colorazione. Per chi è interessato al metodo giapponese Shou Sugi Ban per proteggere il legno all'aperto o per enfatizzare il disegno naturale del legno con la combustione, può trovare informazioni qui.

La combustione totale della legna da ardere alla massima efficienza produce acqua, anidride carbonica e ceneri. La cenere rappresenta tra 0,5 e 1% del volume di legna secca. Se la legna da ardere è troppo umida e spessa o l'aria è insufficiente (scarso tiraggio, la legna è stata disposta in modo da impedire il flusso d'aria), la combustione è incompleta e si producono gas pericolosi (monossido di carbonio, monossido di azoto) e fumo. Il fumo è carbonio (carbone) trascinato dall'aria o dal vapore acqueo prima di essere completamente bruciato e convertito in anidride carbonica.

Il calore prodotto dalla combustione della legna non è secco perché durante il processo viene eliminata l'acqua, sia quella contenuta nella legna che quella derivante dalla combustione totale della massa legnosa. Per questo motivo, nelle stanze con una stufa o un camino a legna, il calore è piacevole e le narici non si sentono secche.

Rifiuti di legno - materia prima per materiali combustibili

È anche possibile utilizzare il legno come combustibile senza bruciare tronchi d'albero, legna da ardere in generale. Gli scarti della lavorazione - segatura, polvere di legno - possono essere lavorati e trasformati in una fonte di energia. Il risultato sono bricchette o pellet utilizzati per alimentare caldaie e stufe per la produzione di calore. Ultimamente i pellet sono diventati i preferiti perché sono leggeri e 10 volte più piccoli dei bricchetti e possono essere trasportati pneumaticamente nella zona di combustione.

Sia le bricchette che i pellet vengono prodotti pressando il legno di scarto in speciali dispositivi senza l'aggiunta di colla. L'incollaggio è dovuto al contenuto di umidità del legno. Pertanto, il legno deve avere un'umidità compresa tra 12 e 15%. Se è più umido, deve essere preventivamente essiccato, altrimenti si staccherà. Inoltre, per un buon incollaggio, non deve esserci corteccia nell'impasto. I processi tecnologici e gli impianti sono diversi: le bricchette si ottengono a una pressione inferiore rispetto ai pellet.

Anche se si tratta di un argomento molto comune, spero di avervi fornito informazioni nuove e utili. Se pensate che possa essere di interesse per altri, sentitevi liberi di condividerlo. Se avete commenti, domande o aggiunte, lasciatele qui sotto nello spazio dedicato.