- Il processo si articola in quattro fasi biologiche: idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi.
- Si ottengono due prodotti principali: il biogas (energia rinnovabile) e il digestato (fertilizzante organico).
- La legalità del digestato dipende dal fatto che soddisfi i criteri dell'UE per essere considerato un prodotto o che sia classificato come rifiuto.
- Contribuisce alla riduzione dei gas serra catturando il metano dai rifiuti organici.
Probabilmente avrete sentito parlare del "gas di palude" o vi sarete chiesti che fine fanno gli scarti alimentari e il letame che si accumulano nelle campagne. Ebbene, tutto ciò fa parte di un affascinante fenomeno naturale chiamato digestione anaerobica, un processo biologico che, sebbene possa sembrare magia, è pura chimica e microbiologia che lavorano a pieno ritmo per trasformare la materia organica in energia pulita e fertilizzante di alta qualità.
Sebbene attualmente questo processo venga gestito negli impianti industriali tramite la biometanizzazione a scopo di lucro, si verifica spontaneamente nei giacimenti petroliferi o nelle acque stagnanti. In sostanza, consiste nel permettere a una moltitudine di microrganismi di nutrirsi della biomassa in un ambiente povero di ossigeno , producendo un combustibile rinnovabile e un residuo altamente nutriente per il terreno.
Le quattro fasi del processo biologico
Affinché la materia organica si trasformi in gas, deve passare attraverso una sorta di "catena di montaggio" biologica composta da quattro fasi critiche:
- Idrolisi: Questo è il primo passo, in cui le macromolecole più complesse (come proteine, lipidi e polisaccaridi) vengono scomposte in pezzi più semplici come zuccheri o alcoli. Qui agiscono gli esoenzimi dei batteri fermentativi, che, essendo facoltativi, Non sono schizzinosi riguardo all'ossigeno..
- Acidogenesi: In questa fase, i batteri acidogeni prendono queste molecole semplici e le convertono in acidi grassi volatili a catena corta, idrogeno e anidride carbonica.
- Acetogenesi: Qui il processo continua ad essere perfezionato, trasformando i prodotti precedenti principalmente in acido acetico, CO2 e idrogeno.
- Metanogenesi: Il sigillo principale. I batteri metanogeni, che sono anaerobi obbligati e molto sensibili ai cambiamenti di temperatura, trasformano tutto quanto sopra in metano e anidride carbonica.
Funzionamento e applicazioni pratiche
Quando si desidera controllare questo processo in un biodigestore, si verifica prima una fase aerobica, in cui i microrganismi consumano l'ossigeno disponibile. Una volta che il substrato diventa ermetico e privo di aria, entrano in gioco i batteri anaerobici. Questo sistema è incredibilmente efficiente, poiché utilizza il 90% dell'energia disponibile nella miscela, destinando solo il 10% alla crescita batterica.
Questo metodo rappresenta la soluzione ideale per la gestione dei rifiuti provenienti dall'industria zootecnica (liquami e letame), dai rifiuti urbani e dalle eccedenze dell'industria agroalimentare. Da questo processo otteniamo due prodotti di punta:
- Biogas: Una miscela tipicamente composta per il 70% da metano e per il 30% da anidride carbonica, con tracce di acido solfidrico. Può essere utilizzata nelle caldaie o nei motori elettrici. Se sottoposta a un processo di purificazione, si ottiene... il biometano, che è praticamente identico al gas naturale fossile ma rinnovabile.
- Il riassunto: È il residuo liquido o pastoso risultante. Essendo ricco di azoto, fosforo e potassio, funziona come un fertilizzante organico a rapido assorbimento che contribuisce al recupero dei terreni danneggiati dalla coltivazione intensiva.
Il quadro giuridico e la classificazione del digestato
Non si tratta solo di biologia; c'è anche della burocrazia da rispettare. In Spagna, la digestione anaerobica è un'operazione di trattamento codificata come R0302 ai sensi della Legge 7/2022. A seconda del materiale da digerire, come ad esempio i sottoprodotti di origine animale non idonei al consumo umano (ABP), sono necessarie specifiche autorizzazioni amministrative per operare legalmente.
Un punto chiave è stabilire se il digestato debba essere considerato un prodotto o un rifiuto. Per essere considerato un fertilizzante UE , deve essere conforme al Regolamento (UE) 2019/1009 (in particolare alla categoria CMC5). Se non soddisfa tali standard, viene classificato come rifiuto ai sensi del relativo codice EWC e deve essere gestito correttamente da un operatore autorizzato alla gestione dei rifiuti .
È fondamentale non confondere il digestato con il materiale biostabilizzato . Quest'ultimo proviene da impianti di trattamento meccanico-biologico dei rifiuti misti e, a differenza del digestato, non può essere considerato un fertilizzante o un prodotto, rimanendo rigorosamente classificato come rifiuto secondo il codice EWC 19 06 99.
Vantaggi ambientali ed economici
L'implementazione di questi impianti non solo contribuisce al rispetto delle normative, ma ha anche un enorme impatto positivo. Catturando il metano che normalmente si disperderebbe nell'atmosfera, si riducono drasticamente le emissioni di gas serra . Inoltre, l'azoto contenuto nel digestato è molto più facilmente assimilabile dalle piante rispetto a quello presente nei fertilizzanti chimici, il che accelera la crescita delle colture e previene l'erosione dei terreni fertili.
La biometanizzazione rappresenta un'opportunità d'oro per chiudere il ciclo del carbonio, trasformando un problema (i rifiuti) in una soluzione energetica e agricola che consente alle aziende di ridurre i costi operativi e migliorare il proprio impatto ambientale in modo sostenibile.
Questo sistema biologico complesso permette alla materia organica di subire fasi di idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi per generare biogas e digestato. Mentre il primo funge da combustibile versatile o biometano iniettabile, il secondo agisce come un potente fertilizzante organico, a condizione che vengano rispettate le normative legali e ambientali per evitare che venga semplicemente trattato come rifiuto.