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 solare e fotovoltaica

Energia geotermica 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.

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.

Descrizione del processo di digestione anaerobica.

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.

I processi chimici per la produzione di Biogas.

Il Processo AnaerobicoIl 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.

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

Comune di Peccioli Provincia di Pisa

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 elettricaper il mantenimento delle necessarie condizioni di pressione. Di conseguenza è preferibile utilizzare il biogas vicino al luogo diproduzione.

-La combustione diretta del biogas è il processo di conversione energetico tradizionale e più diffuso, tuttavia le efficienze di conversione anche negliimpianti 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 Istruzione Superiore Statale “Antonio Pesenti” di Cascina (Pisa),

Per la consulenza i proff. Panicucci e Tomassini