Scoperta mondiale. Giasi e Pastore del Politecnico di Bari inventano la sintesi del processo per la produzione di Metano da biomasse umide

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Una ricerca tutta italiana, anzi tutta pugliese che porta in primo piano i nostri cervelli (questa volta non in fuga). Si tratta della scoperta della sintesi del processo di produzione di metano da biomasse umide. La scoperta scientifica di livello mondiale è stata fatta dai professori Concetta Immacolata Giasi, e Nicola Pastore entrambi professori ordinari del Politecnico di Bari che con il loro spinoff Geo Environmental Energy Technologies s.r.l. (GEETs.r.l.), sono iproprietari dell’invenzione di cui si tratta. 

Invenzione

Il 21 dicembre 2017, la Word Intellectual Property Organization  ha conferito l’International Publication Number  WO2017/216720 A2 alla domanda PCT depositata il 13 giugno 2017 per un processo studiato presso il Politecnico di Bari . Il processo innovativo, è stato testato su un impianto pilota realizzato appositamente, volto alla riduzione del volume dei fanghi organici nonché alla produzione di biometano con elevato grado di purezza utilizzabile per immissione in rete o per autotrazione.

Rispetto allo stato dell’arte delle tecnologie di smaltimento dei fanghi biologici, il processo innovativo, che è applicabile ad ogni matrice organica, offre le seguenti innovazioni: 1)Produzione di metano sostanzialmente puro(con una percentuale di CO2 pari al 0.08%), idoneo per essere utilizzato per autotrazione o per essere trasferito in rete. 2)Abbattimento delle emissioni di anidride carbonica che è intercettata nel processo. 3)Il tempo di espletamento del processo risulta di 2 giorni contro i 20 giorni attuali necessari per la digestione anaerobica dei fanghi non sottoposti ad alcun trattamento preliminare. 4)Riduzione in peso del 95% del fango trattato destinato a smaltimento (da una t di fango trattato in maniera tradizionale, caratterizzato da una percentuale di umidità residua pari al 75%, si ottengono 0.05 t di fango residuo con una percentuale di umidità par al 35%). 5) Declassamento dei fanghi residui a rifiuti non pericolosi. 6)Generazione netta di energia. 7) Eliminazione di cattivi odori durante il processo.

Dato che il tempo di residenza del processo è di soli 2 g, gli impianti in cui tale trattamento si attua hanno volumetrie e superfici di ingombro ridotti rispetto agli impianti di trattamento dei fanghi organici attualmente in esercizio. Inoltre, non presentano particolari criticità o rischi ambientali, in quanto il processo avviene in condizioni di bassa temperatura (max 90 °C).

Applicabilità del trattamento

Ad esempio, nell’ambito del trattamento dei fanghi degli impianti di depurazione il processo in oggetto può essere applicato alle seguenti matrici:

1) Fanghi primari e fanghi secondari prodotti dalla linea di trattamento acque, prima e in sostituzione dei trattamenti tradizionali;

2) Fanghi già trattati destinati allo smaltimento.

Pertanto il processo in oggetto può trovare impiego sia all’interno degli impianti esistenti che all’esterno, mediante la realizzazione di un centro di raccolta e trattamento dei fanghi di un adeguato territorio di competenza.

Per quanto riguarda l’utilizzo degli impianti esistenti il processo in oggetto può avere due collocazioni:

a) Trattamento diretto dei fanghi primari e secondari con contestuale e graduale sostituzione degli impianti per il trattamento dei fanghi attualmente in uso.

b) Trattamento dei fanghi destinati a smaltimento.

Entrambe le soluzioni sono facilmente applicabili negli impianti in esercizio, data la modulabilità e il ridotto ingombro dell’impianto innovativo.

A titolo di esempio un impianto per il trattamento dei fanghi relativi a 40.000 abitanti equivalenti che utilizza il nuovo processo occupa una superficie di circa 730 m2 con un’altezza massima inferiore a 10 m.

Per quanto riguarda la possibilità di realizzare un centro di raccolta e trattamento fanghi esterno agli

impianti in uso, a titolo di esempio, un impianto per il trattamento di 5 tonn/ora di fanghi destinati a

smaltimento che utilizza il nuovo processo presenta una superficie di ingombro di circa 3.000 m2 con un’altezza massima inferiore a 10 m.

Il processo è applicabile anche alla depurazione dei fanghi di origine petrolifera e comunque a qualunque altra matrice organica.

Breve storia della sperimentazione effettuata

Con fondi regionali è stato realizzato nel 2013 nel Politecnico di Bari un impianto pilota mobile con

il quale, ad una scala prototipale adeguata, è stato sperimentato un processo di produzione di metano da biomasse umide. Nel novembre 2014 attraverso una Convenzione tra il Politecnico e l’Acquedotto Pugliese (AQP), è stata avviata la sperimentazione del processo presso l’impianto di depurazione “Bari Est”dell’area metropolitana di Bari in cui è stato collocato il pilota alimentato in continuo dai fanghi di tale impianto.

Dopo una fase di collaudo e calibrazione delle attrezzature e delle macchine che compongono il pilota è stata iniziata la fase di start-up nel dicembre 2015 e il pilota ha iniziato a funzionare a regime a marzo 2016. La sperimentazione si è conclusa a settembre 2016. Le analisi sulle matrici in ingresso e in uscita sono state condotte presso laboratori certificati dell’AQP. L’impianto è stato alimentato inizialmente con i fanghi di ricircolo e successivamente sono stati utilizzati anche i fanghi trattati dall’impianto di depurazione destinati allo smaltimento in discarica.

Nel giugno 2016 è stata depositata la prima domanda di brevetto europeo a cui ha fatto seguito nel settembre 2016 la domanda di brevetto italiano. Poi, a seguito dell’attribuzione della proprietà intellettuale conferita dal Ministero dello Sviluppo Economico ottenuta nel maggio 2017, nel luglio 2017 è stata depositata domanda PCT con l’ottenimento della proprietà intellettuale internazionale nel novembre 2017 e poi la registrazione nel dicembre dello stesso anno.

La spin off accademica GEET proprietaria del processo ha ottenuto dal Politecnico di Bari tutte le autorizzazioni necessarie a utilizzare in termini imprenditoriali tutti i risultati delle ricerche svolte in ambito accademico.

Impatto del progetto

All’interno dello scenario nazionale ed internazionale, la tecnologia di trattamento sperimentata appare estremamente competitiva da molti punti di vista:

economicopoichè i costi di trattamento sono inferiori ad 1/10 di quelli attuali;

ambientaleproduce notevoli riduzioni degli impatti a livello locale e globale poichè non comporta emissioni in atmosfera, quindi mitiga gli effetti sui cambiamenti climatici e il prodotto residuo non è pericoloso.

energeticoperchè c’è una produzione di metano eccedente le necessità dell’impianto stesso con ritorni sociali ed economici.

accettabilità urbanistica e territoriale non ha problemi di collocazione per la esiguità degli spazi occupati e per l’assenza di cattivi odori e di emissioni di alcun genere

Il progetto per la sua rilevanza è stato candidato dal Politecnico di Bari al premio "Italia Decide –Bando 2018 – INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE " indetto dalla l’Associazione ITALIADECIDE, con il patrocinio del Ministro per la Semplificazione e la Pubblica Amministrazione e d’intesa e in collaborazione con il Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca