Il combustibile è costituito da materiali di diversa origine, quali potature sminuzzate, scarti di segheria o biomasse derivanti dalle attività selvicolturali (taglio del bosco ceduo, diradamenti, tagli di conversione, ecc.).
Gli impianti a cippato sono totalmente automatizzati e non hanno limiti dimensionali, potendo raggiungere potenze anche di diversi MW termici. I rendimenti e il comfort sono gli stessi delle caldaie a gas/gasolio. Per le caratteristiche di automazione e risparmio di esercizio, gli impianti a cippato sono particolarmente indicati per il riscaldamento di edifici di dimensioni medie o grandi, quali alberghi, scuole, condomini, ospedali e centri commerciali.

Al fine di facilitare le operazioni di scarico del cippato dai mezzi di trasporto, il silo è situato spesso al di sotto del piano stradale. Dal silo di alimentazione il cippato viene estratto automaticamente e convogliato, per mezzo di una coclea dosatrice, nella caldaia, dove avviene la completa combustione mediante l’immissione di aria primaria e secondaria.
La combustione avviene in caldaie a griglia che può essere:

1. fissa, per bruciare materiali fini e a basso contenuto di umidità
2. mobile, per bruciare combustibili a pezzatura grossolana e ad alto contenuto di ceneri ed umidità (fino al 50% in peso di acqua), quali le biomasse forestali fresche di taglio.

Nei sistemi più avanzati il flusso di cippato e la combustione sono regolati in continuo da un microprocessore in base alla richiesta di energia dell’utenza e alla temperatura e concentrazione di ossigeno dei fumi (regolazione lambda).
Il sistema può modulare la potenza erogata mantenendo la combustione ottimale anche con combustibili diversi, sia con pieno carico sia con il carico minimo. L’accensione del cippato può avvenire sia manualmente, sia automaticamente per mezzo di dispositivi sia elettrici sia a combustibile liquido (bruciatore pilota).
In alcuni modelli esiste la funzione di mantenimento braci, che consente alla caldaia di mantenere una piccola quantità di brace accesa durante le pause di funzionamento, consentendo così la riaccensione immediata al riavvio dell’impianto.

A differenza delle caldaie per legna in pezzi grossi, le caldaie a cippato hanno un focolare che contiene solo piccole quantità di combustibile, che brucia rapidamente una volta giunto sulla griglia di combustione. Per questo motivo il rischio di ebollizione in caso di emergenza in queste caldaie è minore rispetto a quelle a legna, e di conseguenza appare ancora meno giustificato e anacronistico l’attuale obbligo del vaso di espansione aperto.
Importanti dispositivi di sicurezza che dovrebbero sempre essere installati negli impianti termici a cippato riguardano il sistema di alimentazione del combustibile, per impedire eventuali ritorni di fiamma dalla caldaia al silo di stoccaggio.
Un primo importante sistema ha lo scopo di interrompere la continuità fisica del flusso del cippato dal silo alla caldaia. Per questo motivo gli impianti a cippato comprendono sovente una tramoggia di caduta del combustibile interposta tra due differenti coclee, delle quali una proviene dal silo e l’altra porta il materiale in caldaia. Il flusso del cippato, in caduta libera nella tramoggia, può essere facilmente interrotto in caso di emergenza da una serranda tagliafiamma, oppure da una più costosa valvola stellare, che mantiene permanentemente l’interruzione. Nella parte terminale della coclea proveniente dal silo, può inoltre essere installata una valvola di sicurezza termica collegata all’acquedotto, che in caso di emergenza immette acqua nel canale della coclea impedendo il propagarsi del ritorno di fiamma. Condizioni favorevoli al ritorno di fiamma verso il silo si possono instaurare quando nel focolare si verifica una pressione positiva, mentre il rischio è minimo se la camera di combustione viene costantemente mantenuta in depressione. Per questo motivo diversi modelli di caldaie a cippato sono dotati di dispositivi atti al controllo della pressione nel focolare.

Per quanto riguarda l’impianto termoidraulico, può essere utile la presenza di un accumulatore inerziale, soprattutto se il circuito di caldaia (primario) è separato dal restante impianto di riscaldamento (secondario) per mezzo di uno scambiatore di calore, e se si prevede che la caldaia debba rimanere in servizio anche d’estate per la produzione di acqua calda sanitaria.
L’accumulatore inerziale è in ogni caso più piccolo rispetto a quello di una caldaia a legna in ciocchi di pari potenza, in quanto la quantità di combustibile contenuta nel focolare di una caldaia a cippato è piccola rispetto alla potenza termica erogata.

Nel caso in cui si preveda di installare o di mantenere in esercizio una caldaia a gas/gasolio con funzione di scorta o emergenza, la caldaia a cippato può essere dimensionata intorno al 70% della potenza di picco stimata.
Questo consente di risparmiare sui costi di acquisto e di installazione. Poiché i picchi di fabbisogno di potenza sugli impianti di riscaldamento sono generalmente di breve durata, e limitati ad alcuni giorni del mese più freddo, con questo accorgimento si riesce a comunque a coprire con l’energia da biomassa oltre il 90% del fabbisogno totale di calore.
Nel caso in cui un’unica caldaia a cippato debba provvedere al riscaldamento di numerose utenze collegate da una rete di teleriscaldamento, la potenza della caldaia a biomassa corrisponde alla somma delle potenze di tutte le utenze allacciate diminuita di un coefficiente di contemporaneità che tenga conto delle caratteristiche del prelievo termico delle varie utenze. Il valore di questo coefficiente va valutato caso per caso, ed è spesso compreso tra 0,6 e 0,7.

. Il locale caldaia va progettato in stretta associazione al silo di stoccaggio del cippato, al quale deve essere adiacente.

Una delle più importanti condizioni per la fattibilità di un impianto di riscaldamento a cippato è la disponibilità di un locale per lo stoccaggio, situato in posizione accessibile ai mezzi di trasporto del combustibile, con adeguato spazio per la manovra di questi.
Il silo va dimensionato sulla base della potenza e del rendimento della caldaia, delle caratteristiche del combustibile e dell’autonomia richiesta. Indicativamente, il potere calorifico netto del cippato è compreso tra 600 e 900 kWh/m3 seconda del tipo di legno e del contenuto di umidità. La densità è compresa tra i 200 e i 400 kg/m3. Generalmente il cippato di conifera (pino, abete) ha un minore potere calorifico rispetto a quello di latifoglia (faggio, quercia). Viene di seguito riportato un esempio di dimensionamento del silo di stoccaggio.
- Potenza nominale caldaia: 100 kW
- Rendimento termico della caldaia: 80%
- Potere calorifico del cippato: 800 kWh/m3
- Autonomia di funzionamento richiesta: 1 mese
Il consumo orario della caldaia alla potenza nominale è il seguente:
100/(800*0.8) = 0,15 m3/h
Ipotizzando che la caldaia funzioni per 12 ore al giorno a piena potenza, il consumo mensile ammonterà a:
0,15 * 12 * 30 = 54 m3
Il silo di stoccaggio può essere ricavato da un locale preesistente o costruito ex novo. In ogni caso deve essere accuratamente protetto da infiltrazioni di acqua.
Sul fondo del silo viene posizionato l’estrattore del cippato, che preleva il combustibile e lo convoglia nel canale della coclea di trasporto. Nei piccoli impianti, per potenze fino a 300 – 500 kW, e capienze fino a circa 100 m3, viene generalmente usato un estrattore a braccio rotante, che richiede una sezione del silo circolare o quadrata.
Per impianti di maggiore potenza vengono usati estrattori a fondo mobile, costituiti da una o più rastrelliere parallele ad azionamento idraulico che, con un lento movimento avanti e indietro spingono il cippato nel canale della coclea.

. La dimensione e la forma dei pezzetti di legno variano a seconda del materiale di origine e del tipo di macchina (cippatrice) utilizzata per sminuzzarlo.
Si tratta pertanto di un materiale alquanto eterogeneo caratterizzato da una elevata tendenza a formare agglomerati, e spesso facilmente fermentabile quando il contenuto di umidità sia elevato.
Anche il prezzo è molto variabile a seconda delle caratteristiche del prodotto. Per consentire agli utilizzatori di caldaie a cippato di orientarsi nell’approvvigionamento del combustibile, è in preparazione una apposita norma tecnica che stabilirà una classificazione qualitativa e quantitativa del cippato per uso energetico.
Per i piccoli impianti con alimentazione a coclea la pezzatura è il principale fattore di criticità. La dimensione dei pezzetti non dovrebbe superare i 4 – 5 cm. Pezzi più lunghi di 7 – 8 cm, anche se presenti in quantità modesta , possono provocare inceppamenti nel sistema di alimentazione della caldaia, e quindi il blocco dell’impianto.
Per evitare questi inconvenienti è importante effettuare sempre un accurato controllo di qualità sul combustibile, e scartare senz’altro i fornitori che non siano in grado di ottemperare i necessari requisiti di qualità del prodotto.
Il contenuto di umidità è invece un fattore meno critico, in quanto numerosi modelli di caldaie sono in grado di bruciare legno fresco (umidità 40 – 50 %) o solo leggermente asciugato all’aria.
Dell’umidità del cippato va tenuto conto soprattutto in fase di trattativa sul prezzo, in quanto essa influenza in modo inversamente proporzionale il potere calorifico del combustibile. Informazioni più dettagliate sulle densità energetiche di varie essenze legnose cippate sono riportate nella seguente tabella.

L’umidità è espressa come percentuale del peso fresco.

Fonte dei dati: Riscaldare con il legno. Provincia Autonoma di Bolzano.