Liceo Scientifico “Antonio Pesenti” Cascina (Pisa)
anno scolastico 2008/2009
Progetto
USO RAZIONALE
DELL’ENERGIA
“L’energia, un problema attuale”
Come l’uomo può ricavare energia dai propri rifiuti
L’energia.
Che cos’è? Come si produce? A che cosa ci è utile?
L’energia è di fondamentale importanza nelle moderne economie industriali e
può essere prodotta da diverse fonti di cui quelle principali sono classificabili in
FONTI FOSSILI
FONTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA NUCLEARE,
FONTI RINNOVABILI
Le fonti di energia rinnovabile
Energia eolica
Energia geotermica
Energia solare e fotovoltaica
Energia idroelettrica
ENERGIA RINNOVABILE:
LE BIOMASSE ED IL
BIOGAS.
Con il termine “biomassa” si intende letteralmente “la massa, la quantità di
materiale biologico”. La biomassa che va a costituire i nostri rifiuti è quella
porzione detta “rifiuti organici”.
Attualmente il termine biomassa viene utilizzato anche
per indicare un tipo di combustibile “pulito” adatto per
alimentare centrali energetiche.
Viene ricavata da rifiuti industriali, agricoli, ma anche
dalla raccolta differenziata in città. Questi rifiuti,
mediante vari tipi di processi aerobici ed anaerobici che
comprendono fermentazioni, digestioni e pirolisi, portano
alla produzione di biodiesel, bioetanolo e metano che
vengono poi utilizzati come combustibili.
Il "biogas" è tra le fonti alternative più utilizzate per la
produzione di energia elettrica e calorica
rinnovabile.
Si ottiene dalla fermentazione anaerobica di
sostanze organiche e l'intero procedimento può
considerarsi neutrale all'anidride carbonica, con un
bilancio di emissione di CO2 praticamente nullo.
Descrizione del processo di digestione anaerobica.
La digestione anaerobica è un processo di tipo biologico grazie al quale, in
assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas. Esso è
costituito da una miscela di metano ed anidride carbonica.
- scarti di molti settori dell’industria, scarti prodotti in aziende agricole;
- deiezioni animali provenienti da allevamenti;
- raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani;
- fanghi derivanti dal trattamento delle acque reflue civili;
- pulizia dei piazzali adibiti a mercato ortofrutticolo.
La decomposizione microbica dei residui organici in ambiente anaerobico è un
processo che avviene spontaneamente in natura. Attraverso la digestione
anaerobica a caldo si ottiene, oltre al biogas, l’abbattimento del carico inquinante e
la flora microbica utilizzata si trasforma in biomasse microbiche controllate.
I processi chimici per la produzione di Biogas.
Sono state sviluppate tecnologie ed impianti specifici che,
tramite l'utilizzo di batteri in appositi "fermentatori" chiusi,
sono in grado di estrarre grandi quantità di biogas dai rifiuti.
Il Processo Anaerobico
Il processo anaerobico avviene normalmente all’interno dei
digestori costruiti in cemento armato riscaldati a 40 °C per un
periodo di c.a. 60 giorni. La biomassa diluita viene pompata nel
digestore.
La biomassa, terminata la digestione, passa nella cisterna di
stoccaggio per andare all’impianto di separazione, con produzione
di humus. L’acqua separata viene convogliata nella rete di scarico
o stoccata a fini irrigui.
Comune di Peccioli
Provincia di Pisa
Discarica per la produzione di
Biogas
Belvedere di Peccioli (Pisa)
L’impianto di interramento controllato è
situato nel territorio del comune di
Peccioli, in una zona scarsamente
popolata. Nel giugno 1997 nasce la
Belvedere spa, una nuova società per
gestire l’impianto di smaltimento rifiuti
I rifiuti interrati.
La produzione di Biogas avviene tramite l’interramento dei rifiuti, preparando il
luogo della deposizione in maniera tale da escludere ogni forma di
inquinamento delle falde acquifere. Il terreno, quindi, svolge l’azione dei
fermentatori e consente lo svilupparsi dei processi chimici elencati
precedentemente per gli impianti tradizionali.
La reazione che si scatena è di carattere esotermico e il calore di reazione
liberato evita il consumo di energia per il riscaldamento a 40° dei fermentatori.
Il biogas prodotto viene appositamente canalizzato attraverso opportune
tubazioni, dunque e’ pronto per l’utilizzazione.
Analisi degli svantaggi
nella produzione di Biogas
-Lo stoccaggio del biogas richiede
elevati consumi di energia elettrica
per il mantenimento delle necessarie
condizioni di pressione.
Di conseguenza è preferibile
utilizzare il biogas vicino al luogo di
produzione.
-La combustione diretta del biogas è il
processo di conversione energetico
tradizionale e più diffuso, tuttavia le
efficienze di conversione anche negli
impianti più recenti non superano il
55%.
- La temperatura del processo di
digestione deve essere superiore ai
15°C, limitando la produzione di
biogas nelle zone del Nord Europa.
Elisa Basilei
Mattia Borsellini
Matteo Bottoni
Samuele Cantini
Giacomo Del Ry
Gianlorenzo Ferretti
Filippo Gelli
Gianmarco Gherardini
Martina Montano
Nicola Paolinelli
Alessandra Pucci
Caterina Turchi
Elia Zanobini
Classe 4°I
Si ringrazia ROTARI club Pisa per l’opportunità dataci in accordo con l’Istituto di