L’ambito del progetto è lo sviluppo, la realizzazione e la validazione di sistemi di produzione di aria calda da combustione di biomasse (combustibile rinnovabile) nell’ottica dell’ecodesign e del contenimento dei costi di produzione. Il progetto sfrutta due tecnologie abilitanti: i materiali avanzati e le nanotecnologie.

L’obiettivo di progetto è ottenere una prototipazione validata di stufe a pellet costituite da una camera di combustione che alloggia un sistema catalitico rigidamente connesso ma manutenibile (pulizia-sostituzione), che possa aumentare l’abbattimento dei principali composti inquinanti prodotti dalla combustione di biomasse , sia gassosi (CO, NOx), sia solidi (OGC organic compound e micropolveri) andando a migliorare le prestazione di funzionamento oltre i limiti attuali imposte dalle normative cosiddette eco-design; e da una caldaia modulare costituita da due gusci contrapposti. Sarà oggetto dello studio la scelta ed ottimizzazione del processo più promettente dal punto di vista dell’efficienza energetica che della futura industrializzazione.

Queste soluzioni modificano in maniera radicale l’attuale paradigma costruttivo delle stufe a pellet di media piccola potenza (dai 4 ai 16 Kw equivalenti). I sistemi ceramici catalitici saranno studiati sia per poter direttamente contribuire all’abbattimento dei principali inquinanti presenti nei fumi di combustione gassosi che solidi, in particolare le polveri sottili carboniose.

L’incremento di efficienza catalitica sarà studiato sia gestendo la temperatura media della superficie delle piastre ceramiche, sia gestendone composizione e morfologia, sia pensando a nanorivestimenti di materiali catalitici (prevalentemente metalli o ossidi metallici).

I sistemi di combustione saranno studiati:

• dal punto di vista ergonomico e del design

• dal punto di vista dell’alloggiamento corretto (aggancio fisico/sicurezza di fissaggio) dei sistemi catalitici ceramici

• dal punto di vista dell’ottimizzazione dei flussi dei fumi ed efficacia di catalisi (modo e tipo di contatto rispetto alla fiamma in camera di combustione) questo sia riprogettando con metodi avanzati la realizzazione la camera di combustione ma anche studiando la realizzabilità dei gusci modulari valutando soluzioni tecnologiche alternative (imbutitura profonda e giunzione saldata, fusione e giunzione con guarnizioni siliconiche vs tessuto ceramico).

Come precisazione oggi le normative tecniche delle stufe a pellet (sia aria che idroniche) sono rivolte alla progressiva riduzione degli inquinanti, su questi i più difficili da gestire sono gli NOx ed il particolato di combustione, per quest’ultimo fissati a valori inferiori ai 20mg/Nm3. Il progetto si prefigge questo come obiettivo minimo, puntando però all'obiettivo più ambizioso dei 4 mg/Nm3.

I prototipi realizzati avranno una migliorata capacità di sfruttare il contenuto energetico delle biomasse, ma soprattutto di contenere l’ emissione di particolato, di carbonio organico, di NOx, e di CO andando a ridurre una prevalenti problematiche percepite nell’uso di questo tipo di macchinari energetici. I prototipi finali da realizzarsi saranno delle stufe a biomassa con aumentate prestazioni in termini efficienza energetica, uso di materiali riciclabili, uso di fonti energetiche rinnovabili, ridotte emissioni (si stima una riduzione superiore al 20% rispetto ai limiti minimi normativi per quanto riguarda NOx e Particolato).

Le nuove famiglie di caldaie studiate saranno realizzate con materiai innovativi (ceramici avanzati e layer nanometrici di metalli/ossidi), sfrutteranno soluzioni progettuali che ne aumenteranno sia l’efficienza energetica in funzionamento sia ridurranno il consumo di biomassa.