I combustibili gassosi di più comune impiego per l’alimentazione degli impianti di riscaldamento e la produzione di acqua calda sono il metano e il GPL. Il metano Il metano costituisce una fonte energetica molto apprezzata dal punto di vista ambientale, perché è più economico dell’energia elettrica e meno inquinante del gasolio e del carbone. È un gas inodore e più leggero dell’aria, con una densità relativa di 0,56, di origine fossile, generato dalla trasformazione di sostanze organiche in idrocarburi e prelevato da giacimenti di idrocarburi gassosi.
Il suo trasporto ai luoghi di consumo avviene mediante metanodotti [fig. 1] e, in misura minore, in bombole. La maggior parte del metano consumato in Italia giunge dagli enormi giacimenti dell’Europa orientale e dell’Africa settentrionale e solo in minima parte da giacimenti italiani.
Il gas che viene utilizzato per usi combustibili non è propriamente metano, bensì il cosiddetto gas naturale, costituito per oltre il 99% da metano. Il gas naturale può anche essere ottenuto dalla fermentazione di sostanze organiche animali e vegetali e dai composti organici dei liquami delle fognature (biogas).
Con questa tecnica non solo si ottengono apprezzabili risultati sul piano del contenimento energetico, ma si risolvono anche importanti problemi legati allo smaltimento delle deiezioni animali.
Il metano che giunge agli utenti attraverso le reti di distribuzione è odorizzato per rendere più facile la percezione di eventuali fughe e umidificato per adattarne il potere calorifico alle specifiche necessità. Il prodotto così ottenuto viene chiamato gas manifatturato.
Il GPL
Il Gas di Petrolio Liquefatto, comunemente noto come GPL, è un derivato del petrolio. I vari tipi di GPL in commercio non sono costituiti da un unico composto, ma da miscele di gas, soprattutto butano e propano e anche etilene, butilene e propilene: i più pregiati sono però quelli che si ottengono dalla distillazione primaria del petrolio. Il GPL impiegato per gli impianti di riscaldamento è composto per il 95% circa da propano, il resto da propilene e butano. Ha una densità assoluta superiore a quella dell’aria e una densità relativa di 1,4 in fase gassosa. Il GPL viene conservato allo stato liquido in grossi recipienti idonei a sopportarne la pressione che vanno sempre collocati all’esterno dei fabbricati. Poiché la sua temperatura di ebollizione è di – 41 °C, il GPL passa con molta facilità allo stato gassoso anche a temperature ambientali sfavorevoli.Il potere calorifico Si definisce potere calorifico di un combustibile la quantità di calore sviluppata durante la combustione da 1 kg di combustibile, nel caso di combustibili solidi o liquidi, oppure da 1 m3 di combustibile (a determinate condizioni di pressione e temperatura), se si tratta di combustibile gassoso.
Il potere calorifico viene espresso in kJ/kg (o in kcal/kg) nel primo caso e in kJ/m3 (o kcal/m3 ) nel secondo. Ai fini pratici si distingue tra potere calorifico superiore Qs, nel caso in cui l’acqua presente al termine della combustione (somma di quella eventualmente presente nel combustibile più quella prodotta dalla combustione stessa) si trovi allo stato liquido, e potere calorifico inferiore Qi , nel caso in cui l’acqua al termine della combustione si trovi allo stato gassoso. Quest’ultimo caso è il più comune e quello che più interessa ai fini pratici.
La differenza tra Qs e Qi è evidentemente uguale al calore di vaporizzazione dell’acqua prodotta. I due poteri calorifici sono legati dalla relazione: Qs = Qi + n × 600, dove n è la quantità di acqua (in kg) che si sviluppa in seguito alla combustione e 600 è il numero di kcal necessarie per vaporizzare 1 kg di acqua.
Nel caso, per esempio, del metano, il suo potere calorifico superiore vale Qs = 9500 kcal/m3 , e dall’analisi chimica si ricava che la combustione di 1 m3 di metano produce 1,61 kg di acqua.
Il potere calorifico inferiore del metano è dunque: Qi = Qs − n × 600 = 9500 − 1,61 × 600 = 8534 kcal/m3 Il potere calorifico del metano manifatturato si discosta in misura più o meno marcata da questi valori, che si riferiscono al metano puro e perfettamente secco, a seconda del grado di umidificazione al quale è stato sottoposto.
