Il biogas nelle discariche

Sin dall’inizio degli anni ottanta, attraverso lunghi anni di studi ed esperienze, che ebbero importante riconoscimento nell'incarico ricevuto dall'E.N.E.A. e dal C.N.R. che individuarono nella ASWS l'interlocutore per l'argomento specifico del biogas da discariche di rifiuti solidi urbani nell'ambito del Progetto Finalizzato Energetica(PFE2), avevamo potuto appurare come il solo modo efficace per controllare il gas biologico in discarica fosse quello di mantenere in depressione la biomassa, costituendo un efficace sistema di captazione e smaltimento opportunamente regolabile, per poter raccogliere il gas stesso all'atto della sua produzione, senza aspiare aria nel corpo discarica ed impedendogli così ogni possibile ricerca di vie di fuga preferenziali.
Il personale della ASWS ha disegnato, progettato e costruito totalmente od in parte, numerosi impianti di captazione biogas in discariche pubbliche e private, in Italia ed all’estero.
I nostri tecnici conoscono perfettamente le cinetiche di produzione del biogas; sono quindi in grado di valutare la possibile produttività delle discariche e la relativa potenzialità estrattiva, mediante campionamenti e test di estrazione con analisi in campo in tempo reale ed hanno notevole esperienza nel dimensionamento degli impianti che non deve avvenire per tentativi, andando a tamponare situazioni di emergenza che si presentano, disseminando la discarica di pozzi e bruciatori, ma che deve prevedere uno sviluppo di progetto organico che garantisca il raggiungimento delle finalità che si sono preventivamente individuate.
In oltre 25 anni di attività intensa la ASWS si è portata e mantenuta all'avanguardia dello sviluppo tecnologico.
Essa continua ad affiancare le crescenti necessità dei suoi vari Clienti con l'applicazione di soluzioni innovative che consentono un costante aggiornamento della tecnologia stessa.
Realizzati alla fine degli anni ’70 i primi studi sulla produzione di biogas nelle discariche; costruiti all’inizio degli anni ’80 i primi impianti manuali di captazione, estrazione e combustione a fini di bonifica ambientale; progettati ed avviati i primi impianti di estrazione a controllo prima semiautomatico e poi totalmente computerizzato, realizzato il primo impianto di recupero energetico con produzione di energia elettrica a Modena ‘82 (il primo finanziato dalla CEE), studiate e messe in opera alla fine degli anni ’80 le prime torce con camera di combustione, costruiti ormai oltre 150 impianti in Italia ed Europa, ASWS ha maturato un’esperienza ineguagliata nel nostro Paese.
Una tecnologia totalmente italiana che ha portato grande soddisfazione alla nostra Società con la realizzazione di numerosi impianti. Nessuna Azienda può oggi vantare in Italia un'esperienza come quella della ASWS.

Utilizzate per decenni per depositare i rifiuti, le discariche sono state negli ultimi anni individuate come interessanti fonti di energia.
Il grande volume di gas metano contenuto nel biogas che si genera quando i batteri aggrediscono la materia organica, è stato per lungo tempo trascurato.
Ma l’accessibilità di valide tecnologie ed il crescere dei costi energetici ha contemporaneamente fatto riconsiderare il valore del biogas fornendo ai proprietari delle discariche l'opportunità di recuperare e vendere questa risorsa energetica ottenendo nuove entrate interessanti per il bilancio di gestione.
Anche nelle più piccole discariche questa fonte energetica alternativa può essere convenientemente sfruttata per produrre l'energia elettrica necessaria al funzionamento dell'impianto di captazione ed estrazione oppure per ottenere il riscaldamento degli edifici di servizio e dei ricoveri dei mezzi operativi.
Quando le dimensioni dello scarico e le relative quantità di gas estraibile lo consentono, possono essere poi realizzate vere e proprie centrali di sfruttamento con utilizzo del biogas tal quale per produzione di energia elettrica e termica, con compressione in bombole per autotrazione, o con depurazione sino all'ottenimento del metano puro (CH4) da immettere anche nelle reti cittadine.

Questo tipo di impianto, che ha trovato grande spazio sino all’entrata in vigore della legge n. 36 del 2003 sulle discariche e che necessariamente sta andando scomparendo in virtù dell’obbligo di recuperare energeticamente, salvo casi particolari, il biogas deve rispondere tecnicamente a criteri di semplicità costruttiva e gestionale per costituire uno strumento operativo valido a disposizione degli interventi di risanamento e controllo ambientale.
A questa semplicità progettuale, del resto, corrisponde un contenuto costo di investimento.
In questa ottica, l'impianto di bonifica è generalmente costituito da un numero di pozzi di dimensioni contenute, da un collettore, in funzione dell'area da bonificare, e da una centrale di estrazione forzata e combustione in torcia del biogas.
L'estrazione del biogas avviene mediante l'applicazione di opportune depressioni ai pozzi dotati di dispositivi di regolazione individuale.
In questo tipo di impianto è sufficiente realizzare una regolazione manuale dell'estrazione e pertanto, su ciascuna linea proveniente dai singoli pozzi vengono installati organi di regolazione e intercettazione oltre a prese per il collegamento con strumentazione di analisi e di misura.

È una categoria di impianti a struttura più complessa che richiede l'adozione sin dall'inizio di un maggior numero di dispositivi di misura e di controllo, prevedendo, al contempo, la possibilità di un integrazione in tempi successivi con ulteriori strumenti e automatismi.
Ciò viene fatto laddove le valutazioni estrattive ottenute dall'indagine preliminare evidenziano delle potenzialità sufficienti per un futuro recupero energetico del quale, tuttavia, non siano state individuate le modalità più opportune.
In questo tipo di impianto, in caso di recupero energetico, devono essere installati, per il controllo dell'estrazione e per il mantenimento di condizioni di sicurezza, analizzatori di metano e ossigeno.
L'analizzatore di ossigeno è collegato ad un dispositivo automatico per l'arresto dell'impianto in caso di raggiungimento di soglia limite di sicurezza, mentre l'indicatore di metano può essere azionato e controllato manualmente dagli addetti alla gestione che, in conseguenza dei valori riscontrati, possono intervenire sulle valvole regolatrici eventualmente con comando centralizzato.

È la categoria degli impianti progettualmente più complessi e tecnologicamente più avanzati.
Il controllo dei parametri estrattivi è in questo caso affidato a gascromatografi di processo o analizzatori in grado di effettuare analisi in continuo sui singoli pozzi, verificando non solo il contenuto di metano ed ossigeno nel biogas, ma anche ad esempio, l'azoto (indicatore primario di eventuali infiltrazioni d'aria nella biomassa), il potere calorifico ed altro ancora.
L'analizzatore è collegato ad un elaboratore che, in funzione dei dati ottenuti, provvede automaticamente ad inviare un segnale di feed-back ad un dispositivo di regolazione per modificare, se necessario, l'estrazione del gas in ogni singolo pozzo o segmento di rete.
I criteri qui descritti per sommi capi si applicano, per ovvi problemi di costi, esclusivamente a quegli impianti di grandi dimensioni (ad esempio, quelli con un elevato numero di pozzi difficilmente controllabili manualmente da un operatore) e con una forte potenzialità produttiva che facciano presumere un sicuro recupero energetico.
In queste ultime situazioni assumono notevole rilevanza le conoscenze delle tecniche applicate all'interramento dei rifiuti in relazione alla stratigrafia ed alla distribuzione nel tempo e lo studio dello stato di degradazione della sostanza organica determinabile con analisi chimico-fisiche e microbatteriologiche.
Si perviene così alla reale valutazione produttiva della discarica come somma dei contributi singoli delle differenti categorie di rifiuti valutate anno per anno di anzianità.
Deve essere per tutti evidente la necessità di accostarsi a questo problema con la indispensabile competenza, preparazione ed esperienza perché a queste valutazioni sono strettamente correlate le decisioni sugli interventi operativi e conseguentemente gli investimenti necessari con rischi di errori anche macroscopici.

Citiamo gli impianti di captazione realizzati nella discarica di Giugliano (Na) – 100 pozzi afferenti  12 stazioni di regolazione collegate a centrale di controllo computerizzato e modulazione dell’estrazione con sistema pneumatico, potenzialità di aspirazione oltre 7000 Nmc/ora, sistema di combustione costituito da 2 torce ad alta temperatura da 2500 Nmc/ora e una da 1000 Nmc/ora. Predisposto per l’alimentazione di 4 motori elettrogas da 1 MW ed 1 turbina da 3 MW. Nella discarica di Colleferro (Roma) – 37 pozzi afferenti 4 stazioni di regolazione con controllo computerizzato e modulazione dell’estrazione con sistema pneumatico, potenzialità 1500 Nmc/ora, sistema di combustione con torcia ad alta temperatura (1000° C). Recupero energetico con motore elettrogas da oltre 1 MW dotato di dispositivo di post-combustione. Ed inoltre l'impianto di Inzago (MI), costituito da 77 pozzi biogas afferenti a 7 stazioni di regolazione completamente automatiche gestite da un sistema PLC-PC centrale e da PLC remoti collegati con fibre ottiche, una centrale di estrazione biogas della potenzialità di 4000 Nm3/h e due combustori ad alta temperatura aventi rispettivamente potenzialità di 1500 Nm3/h e 2500 Nm3/h. L'impianto alimenta 6 gruppi elettrogeni da circa 1 MW ciascuno.
Il Gruppo ASWS ha realizzato o partecipato alla costruzione degli impianti di captazione biogas in alcune delle maggiori discariche italiane tra le quali Malagrotta (Roma), Gerenzano (AMSA Milano), Scarpino (AMIU Genova), Montagna Spaccata (Napoli), Sant’Urbano (Padova), Modena, Rosignano Marittimo (Livorno), Firenze, Vergiate, Mozzate e Gorla (Varese), Cavenago (Milano).