Questa domanda, all’apparenza abbastanza semplice, richiede in realtà una risposta articolata e alcune premesse.

1) Nelle reazioni di combustione i prodotti sono ovviamente a temperature piuttosto elevate, e quindi i volumi dei prodotti gassosi sono maggiori di quanto sarebbero nelle condizioni “normali”, cioè a 0°C e a pressione di 1 bar. Però analizzando le reazioni bisogna sempre fare riferimento ai volumi in condizioni “normali”, espressi in Nm³, perché solo in queste condizioni il volume occupato da una mole di gas (pari a 0.022 Nm³) contiene un numero di molecole pari al numero di Avogadro.

2) I gas che escono effettivamente dallo scarico di un impianto sono costituiti in parte dai prodotti di combustione veri e propri e in parte dall’azoto che costituisce circa i 4/5 dell’aria, non partecipa alla combustione ma contribuisce alla formazione degli inquinanti NO_x.

3) Calcolare i volumi di gas di combustione sviluppati in una reazione è facile se si considera un combustibile ben definito e di formula chimica semplice.Per esempio se immaginiamo di bruciare metano puro, la reazione di combustione è la seguente: CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

Cioè 1 Nm³ di metano, che corrisponde a circa 45 moli e 0.72 kg, combinandosi con 2 Nm³ di ossigeno dell’aria, produce 1 Nm³ di anidride carbonica e 2 Nm³ di vapore acqueo. Se però il combustibile ha una composizione non ben definita e costituenti chimicamente complicati, i calcoli non sono più così semplici. E questo è proprio il caso dei due combustibili tra cui si propone il confronto, cioè i prodotti petroliferi (non ha molto senso parlare di petrolio, che non viene mai bruciato grezzo) e il legno. Infatti:

a) I vari derivati del petrolio sono tutti “idrocarburi”, cioè contengono solo atomi  C e H, ma in proporzioni diverse. Per esempio sia la benzina che il gasolio sono miscele di “alcani”, cioè di composti di formula bruta C_nH_2n+2 ma con n diversi, cioè attorno a 7-8 per la benzina e attorno a 12 per il gasolio. Inoltre a questi carburanti vengono miscelati degli additivi (per esempio il benzene C₆H₆ come antidetonante nella benzina verde) per cui l’effettiva composizione è ancora più difficile da conoscere con precisione.

b) Il legno è costituito da una miscela di cellulosa, emicellulosa e lignina in proporzioni variabili da una specie legnosa all’altra (cellulosa 40-50/%, emicellulosa 15-25/%, lignina 15-30%) e inoltre contiene acqua come umidità in proporzioni variabili secondo il grado di essiccazione: un buon combustibile legnoso non dovrebbe contenere più del 15 % di umidità.

Nelle molecole oltre a C e H sono presenti anche atomi di O, cioè siamo in presenza di “carboidrati”; ma se la cellulosa ha una formula bruta ancora maneggevole, cioè (C₆H₁₀O₅)_n, le molecole di lignina sono macromolecole di altissimo peso molecolare e molto complicate. Quindi in definitiva credo che si possa dire quanto segue:

1) I volumi di gas di combustione che si sviluppano bruciando due masse uguali di combustibile fossile da petrolio e di legno sono diversi, ma non molto. Infatti 1 kg di benzina contiene più atomi “combustibili” C e H che un kg di legno (che contiene anche atomi O e molecole H₂O non combustibili) e quindi richiede più aria e produce più gas di combustione. Però non cambiano gli ordini di grandezza dei volumi di gas emessi dal camino, perché tra l’altro le combustioni reali avvengono sempre con grande eccesso di aria e non in condizioni stechiometriche.

2) Se si considera la pericolosità su scala globale dei prodotti di combustione, la CO₂ da combustibili fossili contribuisce all’effetto serra mentre quella da combustione del legno no.

3) Per la pericolosità su scala locale, i prodotti di combustione secondari (NO_x, particolato, altri inquinanti in tracce…) dipendono dal tipo di impianto oltre che dal combustibile. Per esempio nella combustione del legno si può formare diossina, perché il legno contiene in tracce composti clorurati, che bruciando possono formare diossina.