Un lavoro da Biologo: il Consulente Tecnico per gli impianti Biogas

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

L’energia elettrica che utilizziamo per le nostre attività viene perlopiù prodotta a partire dai combustibili fossili. Carbone, metano, petrolio, sono delle forme di accumulo del carbonio in strati geologici che hanno intrappolato quelle che centinaia di milioni di anni fa erano foreste ricche di vita. 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 viene sostanzialmente reimmessa 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 varie strategie attualmente adottate è quella di ricostituire dei carburanti a partire dalla materia organica già presente in superficie, rimpiazzando così una piccola quantità di quelli che altrimenti dovrebbero venire estratti dai giacimenti.

Data la loro origine a partire da materiali biologici recenti (biomasse) questi idrocarburi vengono detti biocarburanti, dei quali i principali sono il biogas e il biometano.

Le biomasse possono essere qualsiasi residuo biologico delle attività industriali umane che abbia una quantità di sostanza secca inferiore al 30%, permettendo così la pratica virtuosa di “trasformare gli scarti in energia”. Alcuni esempi possono essere i liquami prodotti dagli allevamenti suini, la frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU, comunemente noto come “umido”) e scarti agricoli di vario tipo come gli “insilati”, ovvero 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 vengono immesse 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 questa soluzione viene adottata anche dalle aziende municipalizzate che si occupano di smaltimento dei rifiuti

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 e viene quindi usato per donare nuovamente ai suoli martoriati dalle continue arature la capacità di trattenere l’acqua piovana, imbevendosene. Per questo viene 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 ad operare al meglio con il primo tipo di biomasse che viene messo a fermentare. Sarà quindi necessario per tutta la vita dell’impianto mantenere quanto più possibile stabile il tipo di materiale in ingresso.
Come a dire che se un impianto è sempre stato alimentato con scarti della lavorazione delle zucche, alimentarlo da un giorno all’altro con liquami suini lo impatterà di certo in maniera negativa.

Data la stagionalità delle attività agricole è però molto più semplice a dirsi che a farsi e un impianto può trovarsi a dover trattare diverse biomasse a seconda del periodo dell’anno e anche di ciò che i proprietari riescono a recuperare da aziende terze quando manca loro il materiale da immettere.

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 allo scopo di capire come l’impianto è stato gestito fino ad allora e farsi un’idea di che tipo e quantità di biomasse siano necessarie per avere la massima efficienza da quel particolare digestore.

La fase successiva sono campionamenti sulla frazione di gas e sulle biomasse in fermentazione.

Dal momento che il motore alimentato a biogas è attivo senza soluzione di continuità, il suo combustibile deve anch’esso mantenere il più possibile stabili i suoi livelli e la sua qualità.
Tra i gas di scarto rilasciati dalla fermentazione oltre al biometano ce n’è uno che ha sul motore un effetto corrosivo, il solfato di idrogeno (H2S), per via del fatto che acidifica l’olio motore. 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 di gas portatile sono l’anidride carbonica (CO2) e l’ossigeno (O2).

Sembra strano trovare dell’ossigeno in un fermentatore anaerobio ma viene inserito appositamente in concentrazioni molto basse che non mettono a rischio la riuscita della fermentazione, al massimo 0,8 parti per milione, 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 infatti possono essere prelevati e spediti a laboratori di chimica ambientale per valutare parametri come la concentrazione di azoto totale e di azoto ammoniacale (che stimano il potere fertilizzante del digestato), la conta batterica per valutare visivamente lo stato della comunità microbica e la ricerca di eventuali organismi patogeni come la Salmonella che potrebbero contaminare i campi sui quali il digestato e gli altri prodotti esausti delle biomasse verranno sparsi.

I risultati di tutte queste analisi vengono poi analizzati dal consulente tecnico 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 dapprima con una tesi di laurea sui biogas e poi di aver bussato a moltissime porte prima di ottenere qualche risposta positiva.

In generale per chi sia motivato ad intraprendere la professione è indispensabile possedere le conoscenze biologiche e microbiologiche date dalle lauree in Scienze della Vita come anche da Agronomia e Veterinaria. Questo non dispensa però dalla necessità di una forte introduzione teorica al settore dei biogas, come può essere un master sull’argomento, né dalla necessità di formarsi continuamente nonostante la scarsa bibliografia in merito. Di capitale importanza poi è fare molta esperienza, pur se in ruoli meno tecnici come quello di “assistenza biologica” agli impianti, termine che sostanzialmente indica 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, che non devono solo essere soddisfatti del lavoro svolto ma con loro deve anche essere aperto un dialogo costruttivo che li faccia aprire a raccontare particolari della loro attività che magari non ritengono importanti per la produzione di biogas ma che lo sono eccome. Un esempio in tal senso ci viene dato da Federico che una volta scoprì per caso che le vacche del suo cliente avevano ricevuto cure antibiotiche per guarire dalla mastite: questo 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, visto 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.

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