La carbonaia, "Poiat" in dialetto lombardo, è un manufatto a forma di cupola, costruita per ottenere carbone a partire dalla legna tagliata nei boschi cedui — boschi governati appositamente per produrre legna da ardere o da carbone. Sulle Prealpi lombarde, i cedui più diffusi sono di faggio.
Il principio chimico su cui si basa la produzione del carbone è quello della combustione in ambiente povero di ossigeno, in modo da ottenere materiale ad elevato potere calorico più leggero della legna, cosa che facilita anche i trasporti, fatti una volta soprattutto con muli.
La carbonizzazione all'interno della carbonaia avviene ad una temperatura minima di 300 °C; la legna perde il 25–40% del proprio volume e l'80% del proprio peso. La produzione di una carbonaia di medie dimensioni era di circa 100 quintali di carbone, per ottenere la quale occorrevano 500 quintali di legna.
Da sempre il principale uso del carbone di legna è stato quello legato all'industria metallurgica; per la lavorazione dei metalli occorre raggiungere elevate temperature, e il carbone da legna ha un potere calorico più elevato rispetto alla legna: 6.500–7.500 cal/Kg contro le 4.000 cal/Kg della legna.
I carbonai di solito lavoravano in coppia, ed erano veri e propri maestri di quest'arte difficile; per la costruzione di una carbonaia impiegavano diversi giorni di lavoro, soprattutto per trasportare la legna nelle vicinanze dell'aia carbonile.
Generalmente per costruire la carbonaia si individuavano luoghi abbastanza pianeggianti all'interno del bosco, o venivano appositamente creati anche con muretti di sostegno: sono le tipiche aie carbonili (aral o ajal), ancor oggi caratterizzate dal terreno di colore nero.
Nel luogo prescelto, una volta ripulito il terreno dalla vegetazione, veniva anzitutto piantato al centro dell'area un palo alto 2,5 m attorno al quale si costruiva il fornello: un'incastellatura di legno a forma quadrata che sarebbe diventata la camera di combustione. Attorno al castello venivano quindi posti con cura i pezzi di legno da carbonizzare — i più grossi al centro, dove la temperatura è più elevata, e via via i più sottili — in strati compatti fino a formare la tipica catasta (3–4 m di diametro, 2–3 m di altezza). Infine si copriva la legna con uno strato isolante di frasche o terriccio bagnato o felci, dello spessore di circa 10 cm, e si ostruiva l'apertura superiore del fornello con una zolla di terra.
Si effettuava introducendo nel fornello dei ciocchi di legna accesa, fino a che la combustione non si autoalimentava. Sulla catasta si saliva usando una scaletta ricavata da un tronco curvo con tacche per i piedi.
La combustione veniva controllata giorno e notte. Nei primi 2 giorni la carbonizzazione procedeva "alla cieca", senza aprire fori nella copertura. Poi, partendo dall'alto e procedendo verso la base, si aprivano fori di sfiato per l'uscita del fumo e per estendere la carbonizzazione a tutta la catasta.
Il carbone era pronto quando il fumo che usciva dalla catasta passava dall'iniziale color cenere ad un color azzurrino.
Si spegneva tappando ogni apertura e si lasciava raffreddare per impedire che si riaccendesse. Si procedeva poi togliendo il carbone con il rastrello e lasciandolo raffreddare prima di metterlo nei sacchi per il trasporto.
Tutte le carbonaie sono localizzate all'interno dei boschi cedui, a distanza abbastanza regolare una dall'altra, lungo sentieri pianeggianti che le collegano per facilitare il raggiungimento, le operazioni di preparazione e soprattutto il caricamento dei sacchi sui muli per il trasporto.
The charcoal pile, "Poiat" in the Lombard dialect, was built in order to obtain charcoal from wood felled in coppiced woods — woods managed specifically to produce firewood or charcoal. On the Lombard Pre-Alps, beech coppices are the most common.
The chemical principle on which charcoal production is based is combustion in an oxygen-poor environment, so as to obtain material with a high energy content, lighter than wood, which also facilitated transport, formerly carried out mainly by mules.
Carbonization inside the charcoal pile occurs at a minimum temperature of 300 °C; wood loses 25–40% of its volume and 80% of its weight. A medium-sized charcoal pile produced about 100 quintals of charcoal, requiring 500 quintals of wood.
The principal use of charcoal has always been connected to the metallurgical industry; charcoal has a higher calorific value than wood: 6,500–7,500 cal/Kg against 4,000 cal/Kg for wood.
The charcoal burners usually worked in pairs, and were true masters of this difficult art; building a charcoal pile took several days of work, mainly to transport the wood near the charcoal yard.
The typical dome-shaped pile was built on flat terrain or on specially created terraces with low breast walls — the typical charcoal yards (aral or ajal), still identifiable today by their black-coloured soil.
A 2.5 m high pole was set in the middle of the cleared area and around it was placed a square wooden frame — the kiln — which became the combustion chamber. Wood was then carefully placed around it, largest pieces in the centre (where temperature is highest) and progressively thinner ones towards the outside, forming a pile (3–4 m diameter, 2–3 m high). Finally, the wood was covered with an insulating layer of leafy branches, wet mould or ferns, about 10 cm thick, and the upper opening was blocked with a sod of earth.
Charcoal burners pushed blocks of lit wood into the kiln, until combustion proceeded spontaneously. They climbed the pile using a ladder made from a curved trunk with notches for the feet.
Combustion had to be controlled both night and day. For the first 2 days the charring proceeded "blindly", without opening holes in the covering. Then vent-holes were opened from top to bottom to allow smoke to escape and extend the charring to the whole pile.
The charcoal was ready when the smoke emerging from the pile turned from ash-coloured to bluish.
Combustion was stopped by plugging all the holes and left to cool to prevent re-ignition. Charcoal was then raked out, left to cool and bagged for transport.
The charcoal piles are spaced regularly from each other within coppices, alongside flat linking paths to facilitate their preparation and transport by mules.
