Qualità del carbone da barbecue e impatto sulle emissioni: evidenze sperimentali dal mercato italiano

L’impiego del carbone vegetale per la cottura dei cibi è ampiamente diffuso e apprezzato, nonostante diversi studi abbiano evidenziato la formazione di composti potenzialmente dannosi per l’ambiente e la salute umana. Il presente articolo⁽¹⁾ analizza e confronta alcune tipologie di carbone vegetale commercializzate in Italia, valutandone le proprietà fisico-chimiche e le emissioni prodotte durante l’uso.

L’utilizzo del carbone vegetale e dei bricchetti di carbone per la cottura degli alimenti è una pratica fortemente radicata in molte culture gastronomiche. Grazie all’elevata densità energetica, all’aroma affumicato che conferiscono ai cibi e alla facilità di trasporto e stoccaggio, questi combustibili sono molto apprezzati per grigliate e barbecue, sia in ambito domestico che commerciale.
Tuttavia, nonostante l’ampia diffusione ed utilizzo, la consapevolezza riguardo all’impatto ambientale e sanitario dei prodotti a base di carbone vegetale è ancora limitata. Numerosi studi hanno evidenziato come la combustione di carbone per uso alimentare generi una serie di composti inquinanti, fra cui monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOₓ), composti organici volatili (VOC), particolato atmosferico (PM₁₀ e PM₂.₅) e idrocarburi policiclici aromatici (PAH), alcuni dei quali sono classificati come cancerogeni o mutageni (Xu et al., 2023).

In questo contesto, la qualità del carbone riveste un ruolo cruciale: essa influisce direttamente sia sull’efficienza della combustione che sulla quantità e tipologia di inquinanti emessi. Nonostante la presenza di standard tecnici come la norma europea EN 1860-2:2023, che regolamenta alcuni parametri qualitativi minimi per i combustibili a base di carbone destinati alla cottura, persistono sul mercato prodotti che non rispettano pienamente tali specifiche, sia per carenze produttive, sia per l’assenza di controlli sistematici (Georgaki et al., 2024; Jelonek et al., 2020).
Questo studio contribuisce a colmare il divario tra le caratteristiche dichiarate dei carboni in commercio e il loro reale comportamento emissivo. Analizza le proprietà fisico-chimiche e le emissioni di diversi campioni venduti in Italia, per chiarire il legame tra qualità del combustibile e impatto ambientale.

Inquadramento normativo e tecnologico

 La regolamentazione del carbone vegetale e bricchetti per uso alimentare si fonda, in ambito europeo, sulla norma EN 1860-2, che ne stabilisce i requisiti tecnici. Tale norma specifica, tra gli altri, limiti per umidità (<8%), contenuto di ceneri (<8% per il carbone, <18% per i bricchetti) e percentuali minime di carbonio fisso (≥75% per il carbone, ≥60% per i bricchetti). Tuttavia, essa non contempla ancora parametri emissivi o di carattere chimico.
Parallelamente, i processi tecnologici di produzione del carbone vegetale basati sul processo pirolitico sono altamente variabili. La pirolisi consiste nella decomposizione termica della biomassa in assenza di ossigeno, a temperature comprese tra 300 °C e 700 °C, con lo scopo di ottenere un prodotto ricco di carbonio. Le condizioni operative (temperatura, tempo di residenza, tipo di legno) influenzano drasticamente la qualità finale del carbone (Charvet et al., 2021). La pirolisi ad alta temperatura (>500 °C) produce carbone più stabile, ricco di carbonio e con meno emissioni. Tuttavia, per ragioni economiche, non tutti i produttori seguono questi standard, generando prodotti meno performanti.
Nel caso dei bricchetti, la situazione è ancora più complessa. Questi sono composti da polveri di carbone miscelate con leganti (amidi, argilla) e additivi (sabbia o paraffine), garantiscono uniformità e facilità di accensione. Tuttavia, l’aggiunta di materiali non combustibili ne riduce la qualità e aumenta le emissioni. (Georgaki et al., 2024).

Materiali e metodi

Per lo studio sono stati selezionati 23 campioni di carbone da barbecue presenti sul mercato italiano: 15 campioni di carbone vegetale in pezzi (carbonella) e 8 di bricchetti. I campioni sono stati acquistati presso supermercati, ferramenta, rivenditori online e negozi specializzati in barbecue, cercando di coprire un’ampia gamma di provenienze geografiche. Questa varietà ha permesso di ottenere un campione rappresentativo della diversità compositiva e produttiva del mercato italiano. Le analisi hanno previsto la caratterizzazione chimico-fisica del materiale e l’analisi delle emissioni derivanti dalla combustione dei prodotti a base di carbone.

Caratterizzazione chimico-fisica

I campioni sono stati sottoposti a una serie di analisi di laboratorio secondo protocolli internazionali standardizzati:

• Contenuto di umidità (MC): ISO 18134-2:2024 – essiccazione in stufa a 105 °C per 24 h;
• Contenuto in ceneri (A): ISO 18122:2022 – incenerimento in muffola a 550 °C;
• Sostanze volatili (VM): ISO 18123:2023 – trattamento in muffola a 900 °C;
• Carbonio fisso (FC): calcolato per differenza dai parametri precedenti;
• Potere calorifico (LHV/HHV): ISO 18125:2017 – utilizzando una bomba calorimetrica;
• Analisi elementare (C, H, N, S, O): tramite un analizzatore elementare.

Test di combustione e misurazione delle emissioni

Per le prove sperimentali è stato impiegato un setup strumentale progettato per monitorare le emissioni derivanti dalla combustione dei campioni analizzati (Figura 1). I campioni sono stati bruciati in un barbecue commerciale, sotto una cappa con flusso d’aria costante progettata per contenere i gas inquinanti. Il sistema includeva una bilancia digitale per monitorare la perdita di massa e un anemometro per le variazioni di velocità dell’aria. Le emissioni gassose sono state rilevate mediante un analizzatore di gas in grado di misurare la concentrazione di monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOₓ), monossido di azoto (NO), biossido di azoto (NO₂), biossido di zolfo (SO₂) e composti organici volatili (VOC). La determinazione delle polveri totali sospese (TSP) è stata effettuata utilizzando un analizzatore di polveri.

Figura 1 - Setup sperimentale utilizzato dove: 1 - Bilancia, 2 - Barbecue, 3 - Cappa aspirante, 4 - Anemometro, 5 - Analizzatore di gas, 6 - Analizzatore di fumi.

Proprietà fisico-chimiche

Le caratteristiche chimiche e combustibili della carbonella in commercio mostrano significative differenze tra il carbone vegetale ed i bricchetti. Il contenuto di umidità è risultato inferiore all’8% per la quasi totalità dei campioni analizzati, in conformità al limite stabilito dalla norma EN 1860-2. Tuttavia, i bricchetti presentano valori mediamente più elevati, condizione funzionale alla compattazione del materiale. Una bassa umidità favorisce accensione, combustione regolare e maggiore potere calorifico (Dias Júnior et al., 2021).
Il contenuto di ceneri risulta ampiamente variabile con diversi campioni che non rispettano le soglie previste dallo standard. Metà dei bricchetti analizzati superano il limite consentito ma anche nel carbone vegetale si osservano non conformità. Nei bricchetti, l’elevato contenuto di ceneri può essere attribuito alla presenza di additivi leganti, ma anche a impurità minerali quali sabbia, argilla o terra, talvolta intenzionalmente aggiunte per modificare le proprietà termiche del combustibile (Georgaki et al., 2024).
Per quanto riguarda le sostanze volatili, i valori risultano più elevati nei bricchetti, influenzando negativamente la regolarità della combustione e incrementando la produzione di fumo (Alzahrani et al., 2024). Di conseguenza, il contenuto di carbonio fisso, responsabile della resa termica del combustibile, è generalmente inferiore nei bricchetti. Questo parametro è quello con la maggiore incidenza di non conformità rispetto ai requisiti normativi; solo un campione di bricchetto ha rispettato le soglie previste dallo standard.
I dati di analisi elementare evidenziano una marcata differenziazione tra le due tipologie di prodotto. I valori di carbonio sono mediamente superiori al 70% nei campioni di carbone vegetale. I contenuti di azoto si mantengono generalmente al di sotto dell’1% in entrambi i prodotti, sebbene leggermente più elevati nei bricchetti, verosimilmente a causa della presenza di additivi azotati. Le concentrazioni di zolfo risultano trascurabili, con valori inferiori allo 0,2% nella quasi totalità dei campioni.

Emissioni atmosferiche

Le emissioni inquinanti dipendono sia dalla composizione chimico-fisica del combustibile che dalla sua tipologia, carbone vegetale o bricchetti (Figura 2). Alcune proprietà dei combustibili influenzano significativamente la formazione degli inquinanti atmosferici.

Figura 2 - Boxplot comparativi delle emissioni di inquinanti da carbone vegetale e bricchetti

Il CO è risultato l’inquinante più abbondante, con emissioni comprese tra 34,9 e 220,8 g/kg. I bricchetti tendono generalmente a produrre quantità maggiori di CO, per via della presenza di additivi che interferiscono con la combustione e promuovono la formazione di inquinanti (Jelonek et al., 2020). Inoltre, l’umidità del combustibile gioca un ruolo cruciale, al suo aumentare si osservano emissioni più elevate di CO.  L’umidità riduce la temperatura di combustione e ostacola l’ossidazione completa del carbonio. Anche una maggiore quantità di ceneri può contribuire a questo effetto, formando una barriera che limita l’accesso dell’ossigeno e determina una combustione incompleta (Huang et al., 2016).
Gli ossidi di azoto (NOx), in particolare NO e NO₂, sono stati riscontrati in concentrazioni comprese tra 0,06 e 1,52 g/kg. La loro formazione risulta più intensa nei combustibili con un contenuto di azoto più elevato. Nonostante i bricchetti possano contenere più composti azotati, le differenze tra i due tipi di prodotto non sono risultate marcate. Il biossido di zolfo (SO₂) presenta valori compresi tra 0,02 e 0,88 g/kg, con emissioni generalmente più elevate nei bricchetti. Questo può essere attribuito alla presenza di zolfo negli additivi o nei materiali impiegati per la loro produzione.
Le emissioni di VOC, potenzialmente dannosi per la salute, sono risultate comprese tra 0,05 e 4,90 g/kg. I bricchetti ne rilasciano generalmente quantità maggiori, verosimilmente a causa della combustione degli additivi. È emerso che combustibili con più sostanze volatili tendono a emettere più VOC, anche per via del maggiore contenuto di idrogeno e ossigeno (Huang et al., 2016).
Il particolato sospeso totale (TSP) ha mostrato la variabilità più ampia, con valori compresi tra 0,39 e 15,10 g/kg. Nuovamente, le emissioni più alte sono associate ai bricchetti, ma anche la qualità della materia prima nel carbone vegetale può influire. Elevati contenuti di ceneri, azoto, zolfo e sostanze volatili tendono a favorire una maggiore produzione di particolato. Al contrario, combustibili con maggiore carbonio fisso generano emissioni più contenute grazie ad una combustione più regolare e completa.

Impatti ambientali e possibili ripercussioni sulla salute

L’inquinamento atmosferico derivante dalla combustione di carbone da barbecue, sebbene possa sembrare marginale rispetto ad altre fonti, rappresenta una fonte diffusa e non regolamentata di composti pericolosi, specialmente nei contesti urbani durante i mesi estivi.
Il CO, prodotto tipico della combustione incompleta, è il gas più abbondante tra quelli emessi. A concentrazioni elevate o in ambienti poco ventilati, può indurre sintomi neurologici e cardiovascolari anche gravi. Le particelle emesse, principalmente PM₂.₅, sono in grado di penetrare in profondità nel tratto respiratorio e raggiungere il sistema circolatorio. Durante la combustione dei bricchetti, il particolato può contenere concentrazioni elevate di piombo (Pb), nichel (Ni), cromo (Cr) e manganese (Mn), superando i limiti raccomandati per la sicurezza (Badyda et al., 2019). Tali elementi non solo derivano dal legno, ma anche dagli additivi presenti nei bricchetti, spesso introdotti dai produttori per incrementare la massa del prodotto. Infine, tra i VOC emessi durante la combustione della carbonella, benzene, formaldeide e acetaldeide risultano tra i più critici (Kabir et al., 2010). Una combustione non corretta, unita a una bassa qualità del combustibile, può portare a concentrazioni a breve termine superiori ai limiti di sicurezza indicati dall’OMS. Tali composti sono classificati come cancerogeni di classe I e II dall’IARC.

Conclusioni e raccomandazioni

I risultati evidenziano come la tipologia e la qualità della carbonella influenzino significativamente le emissioni inquinanti durante la combustione. Per ridurre l’impatto ambientale e i rischi per la salute, è necessario intervenire su più fronti.
Dal lato produttivo, si raccomanda l’uso di processi pirolitici ad alta temperatura, che aumentano il carbonio fisso e riducono le componenti volatili, evitando additivi responsabili dell’aumento di ceneri. Allo stesso modo etichette più trasparenti, con indicazioni su origine, composizione e caratteristiche qualitative del prodotto, favorirebbero scelte più consapevoli. A livello normativo, è necessario ampliare la norma EN 1860-2 includendo parametri chimici aggiuntivi, accompagnati da certificazioni ambientali e campagne di sensibilizzazione. Anche i consumatori hanno un ruolo: è consigliabile scegliere carbonella di qualità certificata, evitare l’uso in ambienti chiusi e limitare i bricchetti di dubbia origine e qualità.
Oltre all’impatto ambientale, va considerato anche il potenziale effetto di questi inquinanti sugli alimenti cotti, in particolare sulla carne, per via del deposito di composti tossici trasportati dal fumo e dal contatto con i gas di combustione (Kim et al., 2021). Sebbene questo aspetto non abbia rappresentato il focus del presente lavoro, è importante sottolinearne la sua rilevanza in un’ottica di sicurezza alimentare.
In un contesto in cui la sostenibilità e la qualità dell’aria sono sempre più centrali, anche accendere un barbecue dovrebbe diventare un gesto consapevole, scegliendo combustibili a basso impatto e pratiche corrette.