Classe NOx caldaia ecologica

Classificazione per livello di emissioni

Le caldaie ecologiche

Le caldaie ecologiche, sono apparecchi che beneficiano degli sforzi in ricerca e sviluppo dei costruttori, che hanno migliorato le prestazioni del bruciatore in termini di controllo della combustione, riducendo le emissioni inquinanti NOx. Le caldaie ecologiche vengono classificate in cinque classi di emissione NOx.

Premesso che la combustione di qualsiasi combustibile (gas, gasolio, nafta, carbone, legna) produce fumi di scarico, è importante poter controllare la “qualità” di questi fumi, anche in virtù delle sempre più severe normative ambientali, che tendono a minimizzare l’impatto degli impianti di riscaldamento sull’inquinamento urbano.

Da questo punto di vista, grazie anche alla migliore ecologicità del gas naturale, rispetto ad altri combustibili, le caldaie e i bruciatori a gas offrono vantaggi in termini di minori emissioni nei fumi delle sostanze più inquinanti quali gli ossidi di azoto (NOx), gli ossidi di zolfo (SOx), ecc.

Classi NOx

Gli organismi normativi internazionali hanno introdotto una classificazione degli apparecchi a gas in 5 “classi” di emissione (per gli apparecchi a gasolio esistono classi analoghe, ma con limiti più blandi).

I livelli di emissione (concentrazione per kWh di potenza installata) per le caldaie a gas sono i seguenti:

Classe NOxLivello di emissione
1fino a 260 mg/kWh
2fino a 200 mg/kWh
3fino a 150 mg/kWh
4fino a 100 mg/kWh
5fino a 70 mg/kWh

Caldaia ecologica per normativa

In realtà il termine “caldaia ecologica” assume in Italia anche una valenza legale. Infatti ai sensi di quanto richiesto dal DPR 551/99, si definisce in senso stretto “ecologica” solo una caldaia a gas che rientra nella “classe 5” di emissione di NOx (ovvero con emissioni pari o inferiori a 70 mg/kWh).

Caldaie a biomassa

Le caldaie a biomassa risultato tra le caldaie più ecologiche in assoluto, appunto per il basso livello di produzione NOx. Infatti pellet e cippato, producono fumi meno inquinanti. 

Come si producono le emissioni inquinanti NOx

Gli NOx si formano in generale secondo tre meccanismi:

  • Pronto

NOx che si forma nella parte iniziale della combustione, dove si è in forte presenza di sostanze intermedie molto aggressive che quindi attaccano anche l’azoto. In linea generale la quantità di produzione di NOx pronto è nettamente inferiore rispetto al termico o da combustibile

  • Termico

NOx si forma a partire dall’azoto presente in atmosfera in presenza di elevate temperature e di una grossa quantità di ossigeno, specialmente nei motori a combustione interna. Va precisato che, in caso di combustione ideale, tra i prodotti della stessa non ci sarebbero gli ossidi di azoto, visto che quest’ultimo, come noto, è inerte a temperature contenute. Pertanto è proprio a causa delle elevate temperature raggiunte durante le fasi intermedie della combustione che le molecole di azoto (N2) si dissociano in azoto atomico che risulta invece estremamente reattivo a contatto con ossigeno, a sua volta atomicamente dissociato, portando alla formazione di NO. Il successivo drastico abbassamento di temperatura, riscontrabile nella fase terminale della combustione nei motori alternativi o lontano dalla fiamma nei bruciatori di caldaie, congela la reazione sopra descritta impedendo la riassociazione dell’azoto e dell’ossigeno, scaricando quindi a valle il sottoprodotto NO.

  • da Combustibile

Sono gli ossidi di azoto prodotti a partire dall’azoto presente nel combustibile. Combustibili solidi (carbone) possono avere una percentuale di azoto che varia 0,5-2%

Effetti nocivi dei NOX

Controllare le emissioni NOx nel ciclo della combustione

Per limitare e controllare le emissioni di NOx è dunque fondamentale che:

  • La carburazione avvenga nel modo più uniforme possibile, evitando picchi di temperatura. Una combustione “magra” sarà caratterizzata da elevati livelli di NOx, riconoscibili anche visivamente dal tipico colore giallastro dei fumi. Il compromesso fondamentale da fare è con il monossido di carbonio (CO) che si forma a basse temperature di combustione. Se ne deduce che la finestra stechiometrica di esercizio della combustione può essere alquanto ristretta fra i limiti di emissioni di NOx e di CO.
  • Sia utilizzato un dispositivo EGR che immettendo in camera di combustione gas combusti (inerti) riduce le temperature massime di combustione.
  • Sia installata una marmitta catalitica, componente che favorisce la reazione molecolare.

Effetti nocivi delle emissioni inquinanti NOx

Gli ossidi di azoto, in particolar modo il biossido di azoto sono sostanze inquinanti dell’atmosfera e aggravano le condizioni dei malati di asma, bambini e chi soffre di malattie respiratorie croniche o di malattie cardiache, in ogni caso superata la soglia di 10 ppm (da considerare essere una concentrazione migliaia di volte maggiore anche di ambienti urbani in cui difficilmente si superano i 0.05 ppm) insorgono problemi nella respirazione polmonare ed edemi polmonari, mentre già con 15 ppm si ha irritazione delle mucose e degli occhi, mentre la presenza nell’aria è avvertibile a 3 ppm con un odore pungente.

Tra gli effetti a lungo termine si possono annoverare le alterazioni polmonari a livello tissutale e cellulare, aumento della suscettibilità alle infezioni polmonari sia di tipo batteriche che virali, mentre si sospettano possibili danni sull’apparato cardio-vascolare quali l’induzione di ischemiche del miocardio, scompenso cardiaco e aritmie cardiache.  Alcuni di essi in presenza di radiazione solare e smog, possono reagire e formare gli acidi presenti nelle cosiddette “piogge acide”.