Un carico di cippato pagato a peso può contenere, a parità di tonnellate, metà dell’energia dichiarata: la differenza la fa l’acqua. Sapere come misurare umidità di biomasse e combustibili solidi in modo ripetibile è quindi la prima condizione per accettare un lotto al prezzo giusto, per dimensionare correttamente lo stoccaggio e per evitare fermi di caldaia dovuti a combustibile fuori specifica. Un cippato al 45% di umidità e uno al 25% hanno comportamenti termici, di fermentazione e di trasporto completamente diversi.
Il principio è sempre lo stesso: si confronta la massa del campione tal quale con la massa dello stesso campione dopo essiccazione, oppure si stima quel rapporto misurando una grandezza elettrica che dipende dal contenuto d’acqua. La resistenza elettrica del legno cala di diversi ordini di grandezza al crescere dell’umidità, mentre la costante dielettrica del materiale aumenta: su questi due effetti si basano rispettivamente gli strumenti resistivi a infissione e quelli capacitivi a contatto o a microonde.
La procedura descritta qui segue l’impianto delle norme di settore: campionamento del lotto e riduzione del campione, scelta del metodo, esecuzione dei prelievi, calcolo su base umida o su base secca, correlazione con il potere calorifico e infine registrazione del risultato per l’accettazione del carico. I riferimenti tecnici sono la serie ISO 18134 per la determinazione dell’umidità dei biocombustibili solidi e la ISO 17225 per le classi di qualità di pellet, cippato e legna.
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Campionamento rappresentativo del lotto e riduzione del campione
La prima fonte di errore non è lo strumento, è il campione. In un cumulo all’aperto lo strato superficiale si asciuga o si bagna in poche ore, mentre il cuore resta stabile; in un silo il materiale segrega per pezzatura durante il riempimento; in un carico su autocarro l’acqua migra verso il fondo. Per questo si prelevano incrementi multipli in punti diversi e a profondità di almeno 30–50 cm, mai dalla sola superficie, distribuiti sull’intero volume o sull’intera durata dello scarico. Gli incrementi vengono riuniti in un campione globale, chiuso subito in contenitore a tenuta per bloccare l’evaporazione, e ridotto per quartatura o con divisore a rotazione fino al campione di prova. Ogni minuto trascorso all’aria con il sacco aperto sposta il risultato verso il basso.
Scelta del metodo: misura rapida in campo o gravimetria di riferimento
Il metodo gravimetrico in stufa è il riferimento: il campione viene essiccato a 105 ±2 °C fino a massa costante e l’umidità si ricava dalla perdita di massa. È il metodo descritto dalla ISO 18134 nelle sue parti, distinte per campo di applicazione e per livello di precisione, e resta l’unico ammissibile in caso di contestazione commerciale. Ha però tempi lunghi, da alcune ore a una notte, incompatibili con un autocarro in attesa al cancello. In campo si usano quindi strumenti rapidi: resistivi a infissione, adatti a legna in pezzi e bricchette con umidità indicativamente sotto il 30%, e capacitivi o a microonde, adatti a cippato e pellet sfusi perché interrogano un volume di materiale. La misura rapida è una stima calibrata: va periodicamente confrontata con la gravimetria sullo stesso campione.
Come misurare umidità di biomasse e combustibili solidi: esecuzione e numero di prelievi
In pratica si procede così. Si imposta sullo strumento la specie legnosa e la temperatura del materiale, perché entrambe alterano la lettura; su cippato freddo o appena scaricato la compensazione termica non è opzionale. Con sonda a infissione si infiggono gli elettrodi in direzione perpendicolare alla fibra, a metà spessore del pezzo e ad almeno 30 cm dalle testate, dove il legno è più secco. Con strumento volumetrico si riempie sempre allo stesso modo il contenitore di misura, senza compattare, perché la densità apparente influenza il segnale. Si eseguono almeno cinque–dieci letture per lotto, meglio dieci su carichi grandi, e si registra la media con la dispersione: se il campo fra minimo e massimo supera pochi punti percentuali il lotto non è omogeneo e va trattato come tale.
Base umida e base secca: la formula e perché cambia il risultato
Qui nasce la maggior parte degli equivoci contrattuali. L’umidità su base umida, indicata con M, è il rapporto fra la massa d’acqua e la massa totale del campione tal quale: M = (mumido − msecco) / mumido × 100. L’umidità su base secca, indicata con u, rapporta la stessa massa d’acqua alla sola massa anidra: u = (mumido − msecco) / msecco × 100. Il denominatore è diverso, quindi i due numeri divergono: un cippato al 40% su base umida corrisponde a circa il 67% su base secca. Nel commercio dei biocombustibili solidi e nella ISO 17225 si usa la base umida, mentre la falegnameria ragiona in base secca. Convertire è immediato: u = M / (100 − M) × 100. Dichiarare un valore senza indicare la base è un dato privo di significato.
Potere calorifico, classi di qualità e accettazione del carico
L’acqua non brucia e sottrae calore per evaporare: il potere calorifico inferiore del tal quale scende quasi linearmente al crescere dell’umidità. Il legno anidro vale intorno a 18,5 MJ/kg; al 30% di umidità su base umida si scende già sotto i 12 MJ/kg, al 50% intorno agli 8 MJ/kg. È la ragione per cui il prezzo corretto di una biomassa si esprime in euro per unità di energia, non per tonnellata. La ISO 17225 codifica questo in classi merceologiche: per il pellet le classi richiedono tipicamente M10, cioè umidità non superiore al 10%, mentre per il cippato le classi vanno da M10 fino a M55 secondo la destinazione d’uso e la tecnologia di combustione.
L’ultimo passo è documentale e va eseguito prima di scaricare. Sul rapporto di accettazione si annotano data e ora, identificativo del lotto e del vettore, numero e posizione dei prelievi, metodo e strumento usati, temperatura del materiale, valori singoli, media, base di riferimento e classe ISO 17225 attribuita. Un carico fuori classe viene respinto o riclassificato con revisione del prezzo, e la registrazione è l’unica prova opponibile al fornitore. Per approfondire criteri di scelta della strumentazione, tolleranze e casi applicativi rimandiamo alla pagina dedicata a Umidità di biomasse e combustibili solidi.
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