Lo sapevate che i laureati in Scienze della Vita (Biologia, Biotecnologie e Scienze Naturali) possono svolgere davvero tante mansioni? Se non lo sapevate e magari siete studenti che si chiedono a cosa servirà il famoso pezzo di carta, se vi state domandando dove andare a sbattere la testa una volta esaurita la sbronza della festa di laurea, dovete assolutamente seguire la rubrica “Un lavoro da Biologo”! Scoprirete insieme a noi quali e quante prospettive di carriera vi si possono aprire. Oggi descriviamo una figura relativamente recente e ancora poco diffusa, dedicata alla produzione di energie rinnovabili a partire dagli scarti organici di numerosi settori industriali, noti come biomasse. Parliamo del consulente tecnico per impianti biogas, come ci viene descritto dal nostro intervistato Federico Mela.
In che ambito è inserita questa figura
Per alimentare le nostre attività, produciamo energia elettrica che viene perlopiù dal consumo di combustibili fossili. Carbone, metano, petrolio, sono forme di accumulo del carbonio in strati geologici che hanno intrappolato foreste ricche di vita di centinaia di milioni di anni fa. Questi composti organici sono così stati sottratti al naturale ricircolo delle sostanze che le vede spostarsi tra atmosfera, acque, suoli e organismi viventi (spostamenti che nel loro complesso prendono il nome di cicli biogeochimici) “obbligando” l’ecosistema costituito dal pianeta Terra nel suo insieme a trovare nel tempo una serie di equilibri dinamici che si basano sulla presenza della quantità di carbonio rimasto dopo questa sottrazione. Non di meno e non di più.
Utilizzare i giacimenti di idrocarburi per alimentare la macchina industriale mondiale significa quindi alterare questi equilibri obbligando il sistema a trovarne di nuovi. Questo a grandi linee è ciò che accade con il famoso Global Warming, l’aumento della temperatura media globale dovuto al rilascio in atmosfera dell’anidride carbonica prodotta dalla combustione degli idrocarburi fossili. CO2 che, sostanzialmente, reimmettiamo nei cicli biogeochimici dopo milioni di anni di riposo nel sottosuolo.
Questa minaccia ha fatto fiorire la Green Economy, fatta di numerosi tentativi di diminuire la dipendenza dai combustibili fossili tramite pratiche o nuove tecnologie che diminuiscono il fabbisogno energetico pro capite oppure rendono disponibili fonti di energia differenti e rinnovabili.
Una delle strategie attuali è ricostituire dei carburanti a partire dalla materia organica già presente in superficie. L’effetto sperato è di rimpiazzare una piccola quantità di quelli che, altrimenti, dovremmo estrarre dai giacimenti.
Data la loro origine a partire da materiali biologici recenti (biomasse) chiamiamo questi idrocarburi biocarburanti, dei quali i principali sono il biogas e il biometano.
Biomassa può essere qualsiasi residuo biologico di attività industriali umane con una quantità di sostanza secca inferiore al 30%. Questa condizione permette la pratica virtuosa di “trasformare gli scarti in energia”. Ne sono esempio i liquami degli allevamenti suini, la frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU, noto come “umido”) e molti scarti agricoli. Tra questi ci sono gli “insilati”, porzioni non commestibili di graminacee coltivate che vengono triturate finemente per farne foraggio per il bestiame o, appunto, biomasse.
La trasformazione delle biomasse in biogas, una miscela grezza di biometano e altri gas di scarto come anidride carbonica (CO2) e solfuro di idrogeno (H2S), avviene grazie all’azione di alcuni microorganismi, i batteri anaerobi, che in assenza di ossigeno operano una serie di reazioni chimiche note collettivamente come fermentazioni.
La strada più battuta per sfruttare questo processo è la costruzione di impianti biogas diffusi sul territorio, costituiti da un insieme di vasche di carico tramite le quali le biomasse si immettono in digestori anaerobi. Queste camere stagne riscaldate e dotate di mescolatori meccanici forniscono un ambiente adeguato alla proliferazione di batteri fermentatori sulle biomasse che possono essere mantenute per il tempo necessario, circa trenta giorni, alla formazione del biogas. Quest’ultimo può essere utilizzato direttamente in bruciatori per far funzionare l’impianto di riscaldamento ad acqua dello stabilimento oppure essere separato in gas di scarto e biometano, usato per alimentare dei motori che producono energia elettrica.
In questo modo ogni azienda agricola, alimentare o zootecnica che abbia la disponibilità costante di scarti di produzione organici ha la possibilità di autoprodurre l’energia utilizzata per le proprie attività e, se va bene, averne in eccesso da vendere. Talvolta anche le aziende municipalizzate che si occupano di smaltimento dei rifiuti adottano questa soluzione.
Inoltre il residuo mineralizzato che rimane delle biomasse a fermentazione avvenuta non è un rifiuto da smaltire ma un buon concime destinato all’uso agricolo. A seconda della quantità d’acqua e di componente fibrosa non decomposta che contiene viene denominato “separato liquido”, “separato solido” o digestato. Quest’ultimo oltre a fare da concime è ricco di componente fibrosa capace di trattenere l’acqua piovana, imbevendosene. Per questo viene spesso usato per ripristinare questa capacità nei suoli martoriati dalle continue arature, venendo detto un ammendante.
Un impianto biogas non è però una normale installazione meccanica della quale sia facile prevedere il comportamento. Esso infatti si basa sull’attività di una complessa ed enorme comunità microbica che deve essere costantemente alimentata e che risente delle minime variazioni di numerosi parametri chimici e fisici diminuendo la propria attività fermentativa.
Per esempio, all’attivazione dell’impianto questa comunità si evolve per adattarsi a operare al meglio con il primo tipo di biomasse che mettono a fermentare. Sarà quindi necessario per tutta la vita dell’impianto mantenere quanto più possibile stabile il tipo di materiale in ingresso.
Insomma, se hanno sempre alimentato un impianto con scarti di zucca, cambiare da un giorno all’altro con liquami suini lo impatterà di certo negativamente.
Data la stagionalità delle attività agricole è, però, molto più semplice a dirsi che a farsi. Un impianto può trovarsi a dover trattare diverse biomasse a seconda del periodo dell’anno. Inoltre, influisce molto anche il fatto che i proprietari, quando manca il materiale da immettere, devono recuperarlo da aziende terze. Spesso devono accontentarsi di ciò che trovano.
Il Consulente Tecnico per gli Impianti Biogas è proprio la figura professionale che sa come monitorare l’efficacia della fermentazione al passare delle stagioni, a fronte di questa incostanza e delle variazioni nelle condizioni fisiche e chimiche che inevitabilmente intercorrono. È in grado inoltre di prendere le adeguate misure per mantenere elevata la produttività dell’impianto oppure anche avviarne correttamente uno di nuova costruzione.
Il consulente tecnico per impianti biogas
Si tratta o di un libero professionista o di un dipendente di società che forniscono consulenza alle aziende che posseggono un impianto biogas. Il suo lavoro lo porta quindi a viaggiare parecchio per far visita ai clienti, principalmente imprenditori agricoli, su ampie fette di territorio.
Ogni visita dura circa due ore e comincia con una chiacchierata con il cliente. Lo scopo è comprendere la passata gestione dell’impianto e farsi un’idea di quali e quante biomasse siano necessarie per la massima efficienza del digestore.
La fase successiva sono campionamenti sulla frazione di gas e sulle biomasse in fermentazione.
Dato che il motore alimentato a biogas è sempre attivo, il suo combustibile deve mantenere stabili i suoi livelli e la sua qualità.
Oltre al biometano, la fermentazione rilascia anche il solfato di idrogeno (H2S), un gas che ha sul motore un effetto corrosivo perchè ne acidifica l’olio. Assicurarsi che i suoi livelli siano sempre bassi diminuisce questa minaccia.
Altri gas dei quali vengono misurati i livelli di concentrazione tramite un apposito analizzatore portatile sono l’anidride carbonica (CO2) e l’ossigeno (O2).
Sembra strano trovare dell’ossigeno in un fermentatore anaerobio ma gli operatori lo inseriscono volutamente, in concentrazioni molto basse che non mettono a rischio la riuscita della fermentazione, per favorire la crescita di tiobatteri in grado di eliminare il pericoloso solfato di idrogeno.
Tra le altre analisi svolte figurano la registrazione della temperatura della massa vegetale, della sua massa secca grazie a delle termobilance che rimuovono l’umidità dal campione e la valutazione sia del pH al suo interno che della quantità di acidi grassi volatili. Il rapporto tra quest’ultima e il potere tampone della biomassa in fermentazione (una misura di quanto stabile sia il suo pH) viene detta Fos/Tac ed è un indice molto utilizzato per capire lo stato di salute generale della comunità microbica.
Non sempre le analisi si esauriscono qui, altri campioni possono essere prelevati e spediti a laboratori di chimica ambientale. Verranno valutati parametri chimici come la concentrazione di azoto totale e di azoto ammoniacale, che stimano il potere fertilizzante del digestato. Altre analisi riguardano la componente biotica, come la conta batterica che consente di valutare lo stato della comunità microbica. La ricerca di eventuali organismi patogeni come la Salmonella consentirà di prevenire la contaminazione dei campi sui quali il digestato e gli altri prodotti esausti delle biomasse verranno sparsi.
Il consulente tecnico analizza poi i risultati di tutte queste analisi per formulare un giudizio sullo stato di salute biologica dell’impianto, sintetizzato in un documento che Federico ama chiamare Bioreferto, e ideare delle strategie per ottimizzarne la produttività qualora ve ne sia il margine.
In ufficio il consulente passa davvero poco tempo, che sia per formulare i bioreferti o riunirsi con i colleghi per elaborare strategie commerciali.
Chi lo può fare
Non esiste una strada maestra per intraprendere questa carriera. Federico racconta di aver seguito la sua passione formandosi con una tesi di laurea sui biogas; poi ha bussato a moltissime porte prima di ottenere qualche risposta positiva.
In generale, chi vuole intraprendere la professione deve possedere conoscenze biologiche e microbiologiche di base. Forniscono queste basi tutte le lauree in Scienze della Vita, come anche Agronomia e Veterinaria, ma possederle non dispensa dalla necessità di una forte introduzione teorica al settore dei biogas, come con un master sull’argomento. Rimane anche necessario formarsi continuamente, nonostante la scarsa bibliografia in merito. Di capitale importanza poi è fare molta esperienza pratica. È possibile farlo in ruoli meno tecnici come quello di “assistenza biologica” agli impianti. Questo termine indica, sostanzialmente, gli operai addetti al caricamento delle biomasse nelle vasche di carico.
Attualmente non tutti i Consulenti Tecnici degli impianti biogas sono laureati e tra quelli sono molto rappresentati gli agronomi e i veterinari. L’ingresso dei laureati in Scienze della Vita è relativamente recente ma l’argomento suscita un crescente interesse.
Cosa aspettarsi
Si tratta indubbiamente di un lavoro di campo che fa viaggiare molto e sporcare ancora di più. Il consulente tecnico si troverà inoltre costantemente esposto a odori pesanti, intemperie e umidità.
Un altro tratto saliente è che richiede molto contatto con i clienti. Non devono solo essere soddisfatti del lavoro svolto ma serve instaurarci un dialogo costruttivo che li faccia aprire e raccontare della loro attività. Questo è utilissimo a raccogliere particolari che magari non ritengono importanti per la produzione di biogas ma che lo sono eccome. Un esempio ci viene dato da Federico, che una volta scoprì in questo modo che le vacche del suo cliente ricevevano antibiotici per la mastite. Il cliente aveva omesso senza pensarci un particolare che, però, spiegava l’improvviso calo di produttività dell’impianto alimentato con il loro letame!
Purtroppo c’è ancora tra gli agricoltori una certa diffidenza verso il consulente tecnico. Lo vedono come una sorta di “guru” o “stregone”, dal momento che la sua figura è relativamente nuova e in via di definizione. Ciò rende essenziale da parte del consulente ”parlare la loro lingua” e dimostrare competenza per guadagnare la loro fiducia.
