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Oltre alle risorse idriche, eoliche, solari e geotermiche, anche la biomassa è una fonte di energia rinnovabile. La quota percentuale di bioenergia nella produzione lorda di elettricità nel 2020 era del 7,8% (fonte: Statista). Per l’approvvigionamento di energia rinnovabile, la biomassa offre la possibilità di un’ulteriore espansione.
Per produrre biogas si utilizzano materie prime rinnovabili o materiali di scarto. Si tratta di colture energetiche, rifiuti organici e avanzi di cibo, ma anche di liquami e letame. Oltre a generare elettricità, il biogas può essere portato alla qualità di gas naturale. Pertanto, può essere utilizzato con poco sforzo servendosi dell’infrastruttura esistente (rete del gas naturale).
Il biogas è un gas combustibile prodotto dalla fermentazione della biomassa negli impianti di biogas. In pratica, a seconda dei substrati di partenza (mais, cereali, letame, ecc.), si formano i componenti principali metano e anidride carbonica, oltre ad altri gas in varie composizioni. Inoltre, il metano è un efficiente vettore energetico e brucia in presenza di ossigeno per formare anidride carbonica e acqua.
Composizione del biogas
Il metano è il componente da produrre in un impianto di biogas con i maggiori vantaggi per la produzione di energia. Come CH4, il carbonio è presente nella sua forma più ridotta. In combinazione con l’ossigeno, la sostanza si ossida e fornisce energia fino a essere convertita in anidride carbonica e acqua.
Il biossido di carbonio non fornisce più energia, essendo il composto di carbonio più ossidato.
Il vapore acqueo è un componente, come la CO2, che non può più fornire energia attraverso l’ossidazione.
Anche l’ammoniaca (NH3) e l’acido solfidrico (H2S) sono tra i componenti gassosi indesiderati. L’acido solfidrico, in particolare, è presente in ogni biogas in quantità misurabili e di solito è compreso nell’intervallo tra 0 e 1500 ppm (10.000 ppm corrispondono a 1 vol.%). Per conoscere le basi degli intervalli di misurazione in ppm e in vol.%, puoi leggere qui.
Un’alta concentrazione di metano e una bassa concentrazione di acido solfidrico sono ideali.
Il biogas è pericoloso a causa dei componenti e delle conseguenti proprietà fisico-chimiche e tossiche. A causa della parte di metano, il biogas può diventare estremamente infiammabile e formare una pericolosa atmosfera esplosiva in combinazione con l’aria.
Gamma di esplosione
Le zone Ex di un impianto di biogas rientrano nell’ambito della salute e della sicurezza sul lavoro e possono essere consultate nella sezione BG ETEM Valutazione sistematica del rischio – Classificazione delle zone di protezione dalle esplosioni negli impianti di biogas. Le aree tipiche di queste zone Ex sono le regolazioni dell’agitatore, le valvole di sicurezza di sovrapressione e sottopressione e le connessioni dirette del contenitore alla lamina di gas. Spesso sono facilmente accessibili attraverso piattaforme, podi o scale. Inoltre, il gas è sempre presente nelle linee di trasporto del gas, nei pozzi e soprattutto nelle fosse preliminari. È necessario adottare misure di protezione personale adeguate, come indossare un dispositivo di segnalazione dei gas (OLLI).
Rischi di tossicità
Oltre al rischio di esplosione causato dal metano, non vanno trascurati i rischi di tossicità per l’uomo. I seguenti pericoli possono essere causati dal gas tossico idrogeno solforato:
- Distruzione dell’emoglobina del sangue e quindi paralisi della respirazione intracellulare.
- A contatto con le mucose e i tessuti fluidi di occhi, naso, gola e polmoni, i solfuri alcalini possono causare una forte irritazione.
- Può causare danni al sistema nervoso centrale ed eventualmente anche a quello periferico.
Effetti dell'acido solfidrico
Tossicità in diversi intervalli di ppm
Protezione personale
A causa di questi rischi, si raccomanda l’uso di un dispositivo di segnalazione dei gas per il monitoraggio sul posto di lavoro per la protezione personale quando si lavora su linee di biogas grezzo. I seguenti componenti gassosi devono essere rilevati secondo la norma “DGUV 203-081”: metano, anidride carbonica, acido solfidrico. Questo garantisce un elevato livello di sicurezza. I dispositivi di questa categoria sono destinati all’uso in aree in cui è probabile la presenza di un’atmosfera esplosiva. Si consiglia l’uso di un dispositivo di misurazione multirange antideflagrante (OLLI con sensore IR + H2S). Le funzioni essenziali da svolgere per la protezione personale quando si lavora su o presso impianti di biogas sono garantite dal monitoraggio dell’ambiente di lavoro per verificare l’avvicinamento al limite inferiore di esplosività (LEL) e il superamento di determinate concentrazioni di gas tossici.
In uno dei prossimi post sul biogas, daremo un’occhiata più da vicino all’analisi del biogas e alla qualità associata.