Stufa a legna con alimentazione verticale e panca riscaldata
In questo articolo ti mostro come ho realizzato una stufa a legna molto efficiente costruita quasi completamente con materiali naturali presi sul posto.
Questo tipo di stufa viene chiamata Rocket Mass Heater, si tratta di una stufa a massa scaldante, capace di accumulare una grande quantità di calore al suo interno per poi cederla lentamente all'ambiente circostante.
Nella stanza era presente un camino rimasto inutilizzato che abbiamo deciso di sostituire con la rocket stove.
Il progetto prevede la realizzazione di una stufa ad alimentazione verticale costituita da un radiatore in muratura e da una panca a L riscaldata. La legna verrà inserita quindi verticalmente dentro un condotto e la fiamma scorrerà orizzontale all'interno della camera di combustione.
La panca verrà riscaldata dai fumi di scarico della stufa tramite un tubo in acciaio inox di diametro 20 cm che la attraverserà interamente per poi ritornare indietro fino a immettersi nella canna fumaria del camino esistente. Nella foto sotto si vede la stufa completata con lo scarico inox che sale all'interno della cappa.
Sono previsti 3 punti di ispezione lungo il percorso fumi costituiti da un raccordo a T e il relativo tappo. Saranno utili per togliere la cenere accumulata o per passare uno scovolo nella tubatura per raschiare la fuliggine.
Materiale
- tubi acciaio inox diametro 20 cm
- 3 raccordi inox a T diametro 20 cm
- 3 tappi inox
- 3 curve inox 90° diametro 20 cm
- fogli isolanti di lana di vetro con superficie riflettente
- lastre isolanti
- mattoni refrattari 22 x 11 x 6
- mattoni refrattari 22 x 11 x 3
- mattoni di recupero
- sabbia
- argilla
- pietre
- palline argilla espansa
- rete metallica fine
- farina bianca 00
- fil di ferro da carpentiere
- guarnizione di tenuta sportelli stufe in fibra di vetro
- lastra di metallo
La base
Per prima cosa ho rimosso parte della base del camino esistente per ottenere un piano di partenza più basso evitando che la stufa venga troppo alta.
La camera di combustione
Nella camera di combustione si sviluppano temperature elevatissime quindi è importante che sia costituita da mattoni refrattari che non si sgretolano con il calore e che sia bene isolata dal pavimento e dalle altre parti della stufa per evitare dispersioni.
Ho isolato i mattoni della camera di combustione dal pavimento con le palline di argilla espansa per evitare di disperdere il calore verso il terreno.
Ho posizionato i mattoni completamente a secco in quanto nessun tipo di malta resisterebbe alle temperature della camera di combustione. Per la prima fila ho usato i mattoni refrattari meno spessi (da 3 cm) che mi hanno consentito di guadagnare altri cm in altezza.
Ho lasciato dei pezzetti di mattone immersi nell'isolante che serviranno da appoggio per la prossima fila.
La seconda fila è costituita da mattoni refrattari spessi 6 cm posizionati in piano per garantire maggiore stabilità.
Invece nella terza fila li ho messi in verticale raggiungendo un'altezza totale di 17 cm per il condotto della camera di combustione.
Ho messo la prima fila di mattoni del camino e altri 4 mattoni che lo dividono dalla camera di alimentazione. E' importante mettere questi ultimi in verticale perché si tratta di una parte molto delicata della camera di combustione frequentemente soggetta a rotture. Mettendo il mattone in piano ci sarebbe il rischio che il mattone si spezzi in mezzo.
Nella foto si vedono l'apertura a sinistra che diventerà il camino della stufa mentre quella a destra ospiterà la camera di alimentazione ovvero dove viene inserita la legna.
Per completare la prima fila del camino ho dovuto tagliare un mattone mentre per le file successive non sono stati necessari ulteriori tagli.
La camera di alimentazione
La camera di alimentazione prevede un condotto verticale alto 43 cm misurati dall'orlo dell'apertura fino alla base. Ho deciso di inserire un pezzo di tubo di acciaio inox per facilitare lo scivolamento della legna all'interno.
Ho tagliato e piegato il tubo in modo da creare delle alette di appoggio e di ancoraggio per assicurare il condotto alla camera di combustione.
La panca
Per isolare tutta la panca dal muro ho usato un foglio di lana di vetro con superficie riflettente in alluminio mentre sul pavimento ho posizionato dei pannelli di materiale isolante fra i quali ho versato le palline di argilla espansa. Questo impedirà alla panca di disperdere inutilmente il calore verso il pavimento o le pareti.
Sopra lo strato isolante ho messo dei mattoni e pietre di recupero che forniranno una base di appoggio per il tubo si scarico e accumuleranno il suo calore.
Ho posizionato il condotto di scarico in acciaio inox sopra lo strato di mattoni. Per prima cosa ho infilato il tubo nella canna fumaria esistente, in fondo ho aggiunto il raccordo a T per l'ispezione e ho proseguito fino alla fine della panca dove c'è un'altro punto di ispezione e poi il condotto ritorna verso la camera di combustione dove è presente un ultimo punto di ispezione.
Per diminuire il trasferimento termico fra la parte del tubo che si dirige alla fine della panca e quella che ritorna verso la canna fumaria ho inserito fra di esse dei pannelli isolanti (sono quelli bianchi che si vedono in foto).
Tutti i pezzi del condotto di scarico sono assicurati con delle fascette per evitare che si sfilino durante i lavori o che lascino uscire del fumo. Ho lasciato una lievissima pendenza dei tubi verso i raccordi di ispezione in modo da facilitare l'espulsione della condensa.
Ho riempito gli spazi vuoti presenti sotto il canale di scarico con piccole pietre e della malta molto liquida costituita da argilla e sabbia fine. Abbiamo trovato sul posto un tipo di argilla molto scura che sembra quasi cemento. Attorno e sopra ai tubi inox ho posizionato grosse pietre, mattoni e ghiaia per accumulare il calore dei fumi di scarico.
Dopo aver amalgamato il tutto con la malta di argilla e sabbia ho aggiunto uno strato di cob, cioè un impasto di argilla, sabbia e paglia. La paglia aumenta molto la coesione dell'intonaco.
Il camino
Il camino è il motore della stufa, l'elemento che garantisce il tiraggio e permette di spingere via i fumi attraverso tutta la panca fino alla canna fumaria. Ci sono delle proporzioni da rispettare ed esso deve essere alto almeno 3 volte l'altezza della camera di alimentazione, in questo caso misurerà 130 cm.
Per la costruzione del camino i mattoni vengono posizionati sfalsati in modo da ottenere una sezione quadrata di 17.5 x 17.5 cm che deve equivalere come superficie a quella della sezione della camera di combustione che misura 17 x 18 cm. In questo tipo di stufa è molto importante che la sezione del condotto a forma di J che parte dalla bocca di alimentazione fino all'uscita del camino misuri sempre la stessa area.
Ho ricoperto la camera di combustione e le prime file del camino dall'esterno con una malta a base di argilla e sabbia fine.
E' molto importante che il camino sia ottimamente isolato per garantire al suo interno la massima temperatura quindi l'ho circondato da una rete metallica per creare un'intercapedine da riempire con le palline di argilla espansa. Avrei potuto anche usare un barile di ferro del diametro adatto.
Ho ritagliato la rete metallica in modo da farla combaciare sotto con la sagoma della camera di combustione, l'ho avvolta attorno al camino e l'ho legata con il filo di ferro.
Ho versato l'argilla espansa all'interno sbattendo e pigiando in modo da riempire tutti gli spazi mettendo in tensione la rete metallica poi ho chiuso l'apertura in alto con la malta lasciando una certa pendenza per facilitare la caduta della cenere che si deposita sul bordo del camino.
Successivamente ho ricoperto la rete metallica con la malta a base di argilla e sabbia cercando di levigarla il più possibile per facilitare lo scorrimento dei fumi caldi uscenti dal camino e diretti al condotto di scarico.
Per levigare bene la superficie ho usato una pennellessa imbevuta d'acqua.
Il radiatore
Il radiatore convoglia i fumi ancora caldissimi uscenti dal camino fino alla base della stufa dove inizia il condotto di scarico. Mentre tutta la camera di combustione e il camino sono ben isolati termicamente il radiatore è la prima parte della stufa destinata a rilasciare calore nell'ambiente.
Di solito è costituito da un barile rovesciato che, essendo di metallo, riesce a scaldare molto in fretta l'aria circostante anche se la stufa è stata appena accesa; ma esso può anche essere costruito in muratura, come in questo caso. Il radiatore in muratura impiega più tempo a scaldarsi ma rilascia il calore più a lungo, inoltre raggiungendo temperature inferiori non è pericoloso al contatto come quello in ferro.
Per costruire il radiatore ho utilizzato mattoni di recupero messi in piano che poi ho ricoperto con la malta cercando di donargli una forma conica e più naturale.
Per motivi di spazio e per distribuire il calore maggiormente di fronte alla stufa e verso la panca ho costruito il passaggio fumi lateralmente invece che tutto intorno al camino. In questo modo il lato posteriore e quello di fronte alla camera di alimentazione non si scalderanno molto.
Sulla sommità ho usato i mattoni refrattari per creare una superficie liscia e in piano dove appoggiare il coperchio del radiatore.
Nella foto sotto ho rimosso il coperchio dopo alcuni giorni di utilizzo; si vede il passaggio fumi dal camino al radiatore. Sulla sommità del camino si era accumulata un po' di cenere.
Il coperchio del radiatore è costituito da una lastra di ferro molto spessa che ho tagliato seguendo i contorni dell'apertura del radiatore. Al momento non avevo la guarnizione in fibra di vetro così l'ho fissata poggiandola sopra un sottile strato di malta fine. Usando la guarnizione si facilita l'ispezione del camino, basterebbe semplicemente sollevare la lastra, pulire il tutto e poi appoggiarla sopra la guarnizione.
Prima accensione
Appena realizzato il radiatore abbiamo fatto un test di accensione per verificare il tiraggio e la tenuta dei tubi di scarico. Durante i primi minuti è fuoriuscito un po di fumo dalla camera di alimentazione e dal coperchio del radiatore probabilmente perché la stufa era completamente umida. Il tiraggio è garantito da un camino che si riscalda velocemente e l'umidità presente nella stufa ha ostacolato il processo, infatti una volta asciugatasi l'inconveniente non si è più verificato.
La fiamma scorre orizzontale verso l'interno della camera di combustione, si nota un gran tiraggio specialmente usando legna di piccole dimensioni e molto asciutta. Il tiraggio ha effetto anche qualche centimetro sopra l'orlo della bocca di alimentazione risucchiando il fumo verso il basso.
I punti di ispezione
I punti di ispezione fumi sono elementi chiave per la manutenzione della stufa: essi permettono di raccogliere la cenere accumulata all'interno o di infilare uno scovolo per pulire le pareti dei tubi di scarico. Per iniziare le operazioni di pulizia basta semplicemente tirare via il tappo in acciaio.
Nella foto sotto puoi vedere la zona dove i fumi che scendono dal camino vengono convogliati nel condotto di scarico in acciaio. Sotto i primi 15 cm del tubo inox c'è uno spazio vuoto destinato alla raccolta della cenere che scende dal camino. Infatti a causa del forte tiraggio spesso viene trascinata della cenere dalla camera di combustione fino all'uscita del camino.
Ho costruito una struttura in mattoni intorno al punto di ispezione fumi posto all'inizio del condotto di scarico, appena sotto il radiatore.
Successivamente ho ricoperto tutto con un impasto di argilla, paglia e sabbia per modellare l'apertura in modo da ospitare il coperchio di legno.
Questo è il risultato finale dove si vedono chiaramente il tappo in acciaio per l'ispezione dello scarico e l'altro tappo di pietra che consente l'accesso alla zona di deposito della cenere proveniente dalla sommità del camino.
Per chiudere l'apertura ho usato un pezzo di tronco di un grosso ciliegio.
Il punto di ispezione dell'ultimo tratto di scarico, quello collegato alla canna fumaria, si trova invece dentro una specie di pozzetto coperto da una grossa pietra.
Nell'immagine sottostante puoi vedere il punto di ispezione posto alla fine della panca dove il tubo di scarico ritorna indietro verso la canna fumaria.
Come coperchio ho usato una fetta di un tronco di ciliegio.
La finitura
Per donare un aspetto più liscio e limitare la perdita di polvere dall'intonaco ho sperimentato uno strato di finitura a base di colla di farina e sabbia finissima.
La colla di farina contribuisce a formare una pellicola che funge da fissativo e limita molto la perdita di polvere dall'intonaco. Essa si prepara mescolando in un pentolino una parte di farina bianca 00 e cinque di acqua, si porta all'ebollizione mescolando continuamente, è molto importante che non si formino grumi, poi si toglie dal fuoco e si lascia raffreddare.
Una volta pronta si prepara un impasto costituito da una parte di colla di farina, 3 o 4 parti di sabbia e acqua secondo la consistenza desiderata; è necessario applicare più mani e lasciare asciugare ogni volta fino a riempire tutte le piccole crepe che si formano.
Ecco la malta liquida composta da sabbia e colla di farina pronta per essere spalmata con il pennello sulla panca.
Mi sono servito anche di una spugna per distendere uniformemente l'impasto che essendo molto liquido permette di chiudere facilmente tutte le crepe.
Questo è il risultato finale:
Conclusioni
Siamo rimasti soddisfatti sia per il funzionamento che per il risultato estetico. La stufa si accende con facilità e se durante la notte si lascia chiusa la bocca di alimentazione con un paio di mattoni, la legna brucia molto lentamente e al mattino dopo si trovano ancora le braci calde che ti risparmiano di accenderla di nuovo. La cenere che rimane nella camera di alimentazione può essere tolta facilmente con un mestolo da cucina ogni 2-3 giorni.
La panca raggiunge una temperatura gradevole anche con l'utilizzo dei cuscini e date le dimensioni può essere anche usata come letto. Il coperchio in ferro del radiatore non raggiunge temperature elevatissime perché sono stato costretto ad alzarlo un po' troppo per non restringere eccessivamente il passaggio fumi. Non è in grado di far bollire una pentola d'acqua ma è perfetto per preparare le tisane, riscaldare gli alimenti oppure come essiccatore.
In poco tempo la stufa inizia a riscaldare la stanza e il giorno dopo lo spegnimento continua ancora ad emettere calore dalla panca e dal radiatore. Chiaramente, essendo rivestita con materiali completamente naturali, la stufa si presta molto facilmente a modifiche estetiche anche importanti e risulta particolarmente adatta ad essere pitturata con colori naturali.
Ultima modifica 08/05/16
Scritto da Davide Buldrini
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