Il Laboratorio analisi biocombustibili dell’Università di Padova: una struttura di ricerca a servizio del territorio

IL LABORATORIO ANALISI BIOCOMBUSTIBILI DELL’UNIVERSITÀ DI PADOVA, UNA STRUTTURA DI RICERCA A SERVIZIO DEL TERRITORIO

Il Laboratorio Analisi BioCombustibili

Il Laboratorio Analisi BioCombustibili dell’Università di Padova avviò le sue attività nel 2010 in seno al Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-Forestali (Dip. TESAF), al fine di rispondere a una crescente richiesta di analisi di biocombustibili legnosi, in particolare di cippato.

All’inizio del 2011, il Laboratorio avviò le procedure di analisi fisico-meccaniche su cippato, pellet, bricchetti e legna da ardere, operando in modo da soddisfare i requisiti della norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025, standard di riferimento per il futuro accreditamento del Laboratorio. Al momento attuale possono essere eseguite tutte le prove fisico-meccaniche richieste per la classificazione dei biocombustibili legnosi, quali: contenuto idrico, massa volumica, massa sterica, contenuto di ceneri, potere calorifico, dimensioni, granulometria, contenuto di particelle fini, durabilità, seguendo rigorosamente i protocolli descritti nelle norme in vigore al fine di garantire l’accuratezza dei risultati e la ripetibilità delle prove. Inoltre da alcuni mesi si è in grado di determinare la temperatura di fusibilità delle ceneri (Tabella 1).

A oggi, il Laboratorio Analisi BioCombustibili ha analizzato circa 600 campioni di biomassa legnosa principalmente di origine italiana, ma anche europea e internazionale (Sud America, Asia, Africa).

In un’ottica di continuo miglioramento delle sue prestazioni, il Laboratorio ha iniziato a partecipare dal 2015 all’ICT laboratory proficiency test, una prova comparativa nella quale diversi laboratori effettuano analisi su campioni identici e che consente quindi di valutare la qualità delle analisi eseguite dai singoli laboratori.

Oltre alla caratterizzazione dei biocombustibili legnosi, eseguita principalmente su richiesta dei produttori, il Laboratorio Analisi BioCombustibili svolge anche un’attività di supporto alla valutazione delle filiere di valorizzazione energetica delle biomasse legnose, con particolare interesse alla valutazione e allo studio delle filiere nel loro complesso secondo la normativa UNI EN 15234 del 2011.

Gli obiettivi futuri del Laboratorio Analisi BioCombustibili comprendono l’attività di analisi accurata per la certificazione della qualità dei biocombustibili legnosi attraverso l’accreditamento delle prove e l’attività di ricerca nel settore della valorizzazione delle biomasse sia per uso energetico sia per impieghi a cascata quale quello dell’utilizzo di trucioli di legno per a produzione di lettiera per animali in allevamento.

L’attività analitica

Dal 2011 al 2015, nel laboratorio Analisi BioCombustibili sono stati analizzati 331 campioni di cippato, 138 campioni di pellet, 15 di bricchetti e 5 di legna da ardere per uso non-industriale. ll cippato è di gran lunga la biomassa più analizzata nel Laboratorio. La valutazione della qualità del cippato viene effettuata attraverso due tipi di prove: per le classi di qualità A1 e A2 solo l’analisi fisico-meccanica viene richiesta dalla normativa in vigore, per le classi B1 e B2 è obbligatorio eseguire anche un’analisi elementare atta a quantificare la presenza di N, Cl, S, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni e Zn. La differenza tra la classificazione del cippato di categoria A e B risiede nel contenuto di cenere più elevato e nell’origine del campione: un cippato di classe B può avere un contenuto di ceneri fino al 3% (e quindi una maggiore percentuale di elementi potenzialmente tossici) e, nel caso del cippato di tipo B2 non autorizzato in Italia dal D.Lgs 152/2006, essere ottenuto anche da residui di legno trattato chimicamente. Come per la caratterizzazione fisico-meccanica, anche la metodologia utilizzata per la classificazione elementare della biomassa è standardizzata.

Su richiesta dei committenti, 231 campioni sono stati analizzati in vista di una loro classificazione qualitativa secondo la normativa ISO 17225-4: 2014. Dei 231 campioni analizzati, 81 ricadono nella classe A1, 36 nella classe A2. 46 campioni di cippato hanno una qualità fisico-meccanica di tipo B e 68 risultano non classificabili. I campioni di cippato non classificabili hanno generalmente un elevato contenuto di ceneri (> 3%) e un’anomala distribuzione granulometrica.

Per quanto riguarda invece la qualità dei pellet, la sua classificazione in tipo A o B deve riportare entrambi i risultati dell’analisi fisico-meccanica e dell’analisi elementare in quanto la normativa in vigore (ISO 17225-2: 2014) consente l’uso di additivi in quantità inferiore al 2% nella fabbricazione dei pellet. Dei 138 pellet analizzati nel laboratorio Analisi BioCombustibili, 10 soddisfano i requisiti della classe A1, 5 della classe A2, 5 della classe B e 118 campioni di pellet sono risultati non classificabili. Dei pellet non classificabili, solo il 30% ha delle caratteristiche tali da escluderlo da qualsiasi classe di qualità (ceneri > 2%, contenuto in particelle fini >1%, contenuto di certi elementi superiori ai limiti imposti dalla normativa o durabilità < 96,5%), per il restante 70% dei campioni di pellet i committenti hanno richiesto solo una classificazione parziale del materiale rendendo quindi impossibile l’assegnazione di una classe di qualità.

Le domande di analisi di bricchetti e legna da ardere non sono numerose e per la maggior parte dei campioni non sono richiesti tutti parametri necessari alla loro classificazione. Su 15 bricchetti analizzati, 6 sono stati analizzati al fine di una classificazione secondo la normativa ISO 17225-3: 2014. 2 campioni di bricchetti sono di tipo A1, 1 campione di tipo B e 3 non sono classificabili a causa dell’elevato contenuto di ceneri o per il contenuto di certi elementi superiori ai limiti imposti dalla normativa.

Nonostante la legna da ardere sia tra i biocombustibili più utilizzati in Italia (nel 2013, per riscaldare le proprie abitazioni, le famiglie italiane ne hanno utilizzato circa 18 milioni di tonnellate (Mt) contro le 1,5 Mt di pellet), solo 5 campioni sono stati oggetto di verifica della qualità da parte del laboratorio Analisi BioCombustibili e solo per un campione è stata richiesta la classificazione secondo la normativa in vigore (ISO 17225-4: 2014).

 

Prof. Raffaele Cavalli – Direttore

Laboratorio Analisi BioCombustibili, Dip. TESAF, Università degli Studi di Padova