Stufa pirolitica. Cos’è e come funziona

Come ci riscaldiamo d’inverno? Con l’aumento dei prezzi di gas ed energia e l’incertezza globale dovuta alle crisi energetiche, la stufa pirolitica ad accumulo ci sembra una buona soluzione per raccogliere e conservare energia producendo meno emissioni rispetto a una normale stufa a legna.

Vediamo in questo articolo come funziona una stufa a pirolisi con accumulo e perché può esserci utile per risparmiare e riscaldarci con efficienza.

Cos’è la stufa pirolitica

La stufa pirolitica, è un tipo di riscaldamento ad alta efficienza, in questo caso con rilascio graduale di calore, è molto usata nei paesi dell’Est. Queste stufe sono in muratura e hanno un importante volume di pietra, per realizzare la struttura esterna si può usare del materiale refrattario simile alla porcellana, che si trova in forma di graniglia macinata. Nello sportello di ricarica si può inserire cippato, pellet, legna (vediamo più avanti i carburanti). All’interno della camera di combustione la fiamma raggiunge temperature molto elevate che arrivano anche a 1000 gradi. Nella zona di gassificazione, dove c’è assenza di ossigeno, si trovano temperature intorno ai 400, 450 gradi. La pietra man mano accumula il calore e lo rilascia lentamente, oltre al calore si producono anche delle limitate sostanze di scarto come la cenere (due tre cucchiai per 3,4 chili di ricarica). La pirolisi è un tipico metodo di riscaldamento delle zone fredde delle Alpi, dei paesi dell’Est, della Russia o della Germania.  Ad esempio nella zona di Monaco di Baviera almeno la metà delle persone usa una stufa di questo genere. In Italia è poco conosciuta e poco usata.

stufa pirolitica realizzata dall’artigiano tedesco Axel Berberich

Come funziona la stufa pirolitica

Come in tutte le stufe, anche con la stufa pirolitica ad accumulo si accende un fuoco. Dopo circa un’ora di fuoco, la massa della stufa e tutta la sua muratura riesce ad accumulare l’energia e poi a diffondere calore nel nostro ambiente. Quando si spegne il fuoco il calore continua ad essere rilasciato lentamente, l’effetto può durare anche per 8-10 ore. Una volta caricato lo sportello e accesa la stufa, questa si chiude e non si riapre fino alla successiva ricarica. Si riempie dall’alto al contrario delle normali stufe a legna e le biomasse si inseriscono in un cilindro. Vediamo più avanti come avviene il processo di piro-gassificazione.

Le stufe pirolitiche possono essere rivestite con una base di argilla o calce, non c’è limite alla creatività per le rifiniture esteriori. Indicativamente riempiendo un cilindro di ricarica di pellet di 3 chili, possiamo riscaldare nei momenti più freddi dell’inverno una stanza di 25 metri quadrati per circa 8 ore.

La pirolisi, processo di decomposizione termochimica che si ottiene con l’applicazione di calore e in completa assenza di ossigeno, insieme al sistema di accumulo di calore, consente a questo tipo di stufe di essere altamente efficienti.

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Carburanti per la stufa pirolitica

Il carburante più usato per questo tipo di stufe è il pellet o anche del cippato, un legno tritato. In realtà si può usare un po’ di tutto. Tradizionalmente è la legna, ma in teoria si può usare tutto ciò che è organico. Ad esempio i gusci di noce, gli scarti legnosi, i noccioli di prugne, di pesche e di frutti grandi. Possiamo usare tutti gli scarti di produzione agricola, anche la vinaccia. Pensiamo alle potature, alla segatura, a tutti materiali che possono essere trasformati in pellet. Esistono anche delle macchine, delle piccole pellettatrici che trasformano persino le foglie o i fondi di caffè in pellet, carburante per la nostra stufa.

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Lista possibili carburanti per la stufa a pirolisi:

• pellet
• legna
• cippato
• gusci della frutta secca
• pellet da fondi di caffè
• pellet da foglie
• vinaccia (elaborata)

Quanto inquina la stufa pirolitica

Questo tipo di combustione che residui lascia? Anche con la stufa a pirolisi si brucia del materiale legnoso creando dei residui che sono però davvero minimi se paragonati alle tradizionali stufe a legna. Difficile quantificare la differenza, per valutare bene dovremmo prendere in considerazioni molti fattori (tipo di stufa, carburante etc.). La stufa pirolitica brucia il carburante in modo pulito grazie alla gassificazione, che consuma praticamente tutte le sostanze della legna. Alla fine di un ciclo nel nostro sportello troviamo solo una piccola quantità di cenere minerale. Riguardo ai fumi che vengono rilasciati nell’aria, se si osserva il camino di uscita, si nota come la stufa a pirolisi non produce alcun fumo e nessun odore. La resa della legna è molto alta poiché la fiamma non si raffredda e riesce a lavorare con una combustione completa.

• Può esserti utile: guida gratuita (pdf) sulle stufe pirolitiche

Efficienza, resa stufe ad accumulo (dati indicativi)

• 25-30% Vecchia stufa a legna
  
• 80-85% Stufa a legna ad accumulo
  
• 90-95% Stufa a pirolisi a legna, pellet o cippato 

Al centro una stufa pirolitica. Francesca del Bosco di Ogigia e l’artigiano Axel Berberich

Quanto consuma

In linea di massima le stufe a pirolisi consumano molto meno delle tradizionali sorelle stufe a legna. Per riscaldare un ambiente di 30 metri quadrati per 8-10 ore sono necessari all’incirca 3,4 chili di carburante.

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Quanto costa la stufa ad accumulo pirolitica

Una stufa ad accumulo pirolitica realizzata artigianalmente, progettata e montata sul posto, completa di tutte le fasi di lavorazione può costare diverse migliaia di euro. Ad esempio una stufa per cucinare che scalda 30 metri quadrati, costa in media 4500 euro, 6000 euro. Vengono spesso realizzate su misura, in base alle esigenze e alla situazione specifica. Se si ha un po’ di iniziativa e manualità si può anche adottare il fai da te e realizzare una stufa a pirolisi da soli. Seguendo dei corsi teorici pratici è possibile imparare le basi per realizzare i calcoli necessari, la costruzione, l’assemblaggio e le rifiniture.

• Ti potrebbe essere utile: corso autocostruzione stufa pirolitica

Riguardo ai prezzi di realizzazione di una stufa si potrebbero distinguere in tre categorie

• stufa fatta su misura, un pezzo unico con progetto personalizzato rispetto a chi commissiona il lavoro (4500-6000 euro)
  
• stufa con modello standardizzato, più semplice nella sua elaborazione (qui siamo intorno ai 3000-3500 euro)
  
• stufa auto costruita: si paga solo il costo del progetto e del materiale

sportelli stufa pirolitica

Gassificazione nella stufa pirolitica

Queste stufe funzionano tramite pirolisi, ovvero una gassificazione della legna. Con la stufa pirolitica non si brucia il cippato, ma si fa una gassificazione. Vediamo di capire meglio cosa significa.

Abbiamo al centro della camera di combustione della stufa un cilindro,  pieno del nostro carburante. Il combustibile si accende dall’alto tramite alcool, attenzione a distribuire l’alcool sempre in assenza fiamma. Si bagna con l’alcool il primo strato superficiale, quando la stufa è ancora spenta, e poi con uno strumento di accensione lungo (per tenerci a distanza dal fuoco) si dà vita alla fiamma.

La fiamma dell’alcool brucia e sviluppa una certa temperatura, che arriva intorno ai 900-1000 gradi e riesce a scaldare il combustibile nello strato sottostante. Il cippato (o altro materiale) inizia a produrre gas. Appena è bruciato il primo centimetro del nostro cilindro di materiali la gassificazione scende sempre più in basso, dove l’aria non arriva più perché si è formata una crosta sulla superficie. Ecco che verso il basso si crea solo gas, perché la fiamma non può accendersi tramite l’ossigeno che è nell’aria. La fiamma che vediamo funziona in modo simile al fornello di cucina, il gas si incendia salendo verso l’alto, solo a a contatto con l’aria. Vediamo le varie fasi, dall’accensione alla combustione, di questo processo:

• L’alcool innesca la combustione e alza la temperatura intorno ai 900-1000 gradi.
  
• Il primo livello di cippato viene bruciato
  
• Si crea una crosta, i materiali sottostanti si scaldano senza prendere fuoco
  
• Nei materiali combustibili, grazie alla temperatura alta, si innesca il processo di gassificazione (senza fiamma)
  
• Il combustibile sottoposto a queste temperature rilascia gas che sale verso l’alto
  
• Il gas, salendo, incontra l’ossigeno che entra da appositi fori e alimenta la fiamma
• La fiamma va avanti per circa 2, 3 ore con una carica
  
• Quando la stufa si spegne, la stufa ad accumulo continua a diffondere calore.
• Il calore accumulato si diffonde  per circa 8 ore dallo spegnimento della fiamma

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Dopo quanto tempo dall’accensione abbiamo l’effetto riscaldante?

La stufa ad accumulo di solito si dice che non dovrebbe mai spegnersi. Non si dovrebbe raffreddare. Questo vuol dire che si accende una volta la mattina e una volta la sera, in questo modo rimane sempre calda. La prima volta che si accende ci vuole circa un’ora, un’ora e mezzo, per far in modo che il caldo arrivi in tutta la struttura in muratura e si diffonda nell’ambiente.  

fiamma di una stufa a pirolisi

Cinque consigli per migliorare la stufa

Se non si ha una stufa pirolitica, ma una stufa a legna classica, possiamo svolgere diverse azioni per poterla migliorare. Ecco un elenco di 3 consigli:

1. Non è necessaria la griglia che è sotto la camera di combustione. Si può rimuovere e sostituire con una lastra di refrattario. La camera di raccolta della cenere non è più necessaria.
2. La camera di combustione funziona meglio se la fiamma non viene interrotta dal piano superiore della stufa, possiamo sfruttare la camera di raccolta della cenere per dare più spazio alla fiamma. Si elimina la griglia e si accende il fuoco nella parte bassa della stufa, che avremo isolato con materiale refrattario.
3. Usare sempre legna stagionata. In genere occorrono due anni per avere una legna asciutta. Se la legna ha un’umidità del 50% produrrà più fumi inquinanti e meno calorie. La legna dovrebbe avere un tasso di umidità non superiore al 15 % circa.

Certificazione

Come ci spiega l’artigiano e costruttore di stufe Axel Berberich, in teoria non è difficile certificare la stufa a pirolisi. “Ci sono le certificazioni a stelle che valgono per tutte le stufe prodotte industrialmente. C’è poi una legge europea, spiega Axel, riferita alle stufe costruite sul posto. Chi fa una stufa secondo questi criteri garantisce un minimo di emissioni per l’ambiente. Chi fa la stufa in autocostruzione deve collaborare invece con un tecnico che poi metterà la firma a certificazione della stufa. Ma la legge sta diventando sempre più stringente: probabilmente si arriverà al punto di dover comprare una camera di combustione certificata da un ente ufficiale per poter auto costruire una stufa con i suoi giri di fumo e il forno in regola. La maggior parte delle emissioni, i residui della combustione, derivano infatti dalla stessa camera di combustione e non dal resto della stufa”.

corso autocostruzione, con il maestro artigiano Axel Berberich

L’artigiano Axel, artista e costruttore di stufe

Tutte queste informazioni sulla stufa pirolitica le abbiamo raccolte nel laboratorio di Axel Berberich, Axel è nato e cresciuto a Monaco di Baviera, nel sud della Germania e dopo un passato da musicista ha imparato da autodidatta a costruire stufe ad accumulo. Il suo laboratorio è nel Comune di Viano, in Provincia di Reggio Emilia, qui ogni giorno costruisce stufe pirolitiche ad accumulo e pannelli radianti. Di seguito trovi il video con la sua intervista e tante altre informazioni su questi sistemi di riscaldamento.

Filippo Bellantoni

Stufa pirolitica e altri consigli (video)

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Guida gratuita (pdf) sulle stufe pirolitiche

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