Il Biodisel: appunti di agronomia

Materie:Altro
Categoria:Agronomia
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Data:18.07.2005
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Testo

Parte generale
Il biodiesel è un combustibile/carburante ecologico e pulito derivante dagli oli vegetali quali colza, girasole e soia, la sua caratteristica è di avere proprietà chimico fisiche simili a quelle del gasolio di cui è un sostituto, sia in forma pura che in miscela con il gasolio stesso.
Ha molti vantaggi ambientali perché è un'energia rinnovabile, che non contiene zolfo, composti aromatici e contribuisce alla riduzione del particolato emesso, anche grazie alla presenza di ossigeno nella sua molecola. L'uso del biodiesel diminuisce il tenore degli idrocarburi policiclici aromatici, che derivano dal Benzene e costituiscono lo 0,1% del particolato presente nell'atmosfera. Di questi è stata valutata la capacità cancerogena e mutagena, il più noto è il Benzopirene, che non viene emesso dalla combustione del Biodisel, mentre si produce da quella del gasolio, inoltre dalla combustione del gasolio si ha anche l'emissione di Anidride Solforosa (SO2), che è la principale responsabile delle piogge acide. Il Biodisel è anche riconosciuto dalla comunità scientifica perchè è registrato come combustibile e come additivo dall'Agenzia per la Protezione Ambientale (EPA) americana, e sottostà agli standard stabiliti dal Consiglio Californiano per la qualità dell'aria. In forma pura è riconosciuto come combustibile alternativo dal Dipartimento per l'Energia (DOE) e dal dipartimento dei trasporti americano. Si hanno anche svariati vantaggi tecnici, come ad esempio nel riscaldamento, la fiamma più pulita evita la formazione di incrostazioni sulle superfici lambite dalla fiamma, mantenendo gli scambiatori più puliti ed assicurando un migliore scambio termico. Nell'autotrazione i moderni gasoli desolforati non presentano le corrette caratteristiche di lubrificazione, importante per la pompa e gli iniettori. Per ripristinare un valore di lubricity adeguato si possono aggiungere additivi chimici oppure il biodiesel che, già con un 5% fa rientrare in specifica un gasolio desolforato.
E' anche molto più sicuro del gasolio fossile, perchè un punto di infiammabilità superiore che ne rendono lo stoccaggio più sicuro; se disperso accidentalmente nella ambiente si degrada del 98% in 28 giorni rispetto al 40% del gasolio. Non contiene aromatici ne idrocarburi policiclici aromatici e le sue emissioni sono meno dannose. Poi può divenire utilizzabile senza necessità di apportare modifiche sostanziali agli impianti termici ed ai motori diesel abitualmente funzionanti a gasolio. Con il costante aumento del prezzo del petrolio e la diminuzione del prezzo delle materie prime,l'utilizzazione del biodiesel, unitamente alla sensibile riduzione dell'inquinamento atmosferico, è senza dubbio una delle alternative più immediate alla riduzione dei consumi petroliferi.

Il Biodisel non divora energie, risorse, giacimenti, perché è ottenuto a partire dalle fonti rinnovabili per eccellenza: Le materie prime Agricole e perchè l'energia solare contenuta nelle colture da cui si estraggono gli olii, viene conservata durante la trasformazione....perché è una vera alternativa alle fonti di origine petrolifera a parità di consumi e di prestazioni ottenute; i benefici ambientali, sociali ed energetici che si ricavano dalla sua applicazione sono così nettamente rilevanti che, di fatto, il biodiesel costituisce già un importante contributo alla soluzione di numerose e sempre più urgenti problematiche ambientali nazionali ed internazionali: l'effetto serra, lo smog delle città, le piogge acide, la contaminazione della terra e delle acque.Si stanno studiando le condizioni per uno sviluppo dell'impiego del biodiesel come carburante soprattutto per l'alimentazione dei mezzi per i trasporti ed i servizi urbani e, successivamente, in rete. Il biodiesel in miscela con il gasolio, anche in percentuali ridotte, potrebbe portare a consistenti riduzioni delle emissioni dannose nelle aree urbane, facilitando l'attuazione degli impegni previsti sulla riduzione delle emissioni. (Protocollo di Kyoto).

Parte Tecnica
Il biodiesel è ottenuto da olii vegetali: una reazione tra olio e alcool metilico genera un estere metilico, puro almeno al 98%, dalle proprietà di funzionamento comparabili a quelle del gasolio minerale. Il prodotto risultante, denominato "biodiesel", è stato standardizzato in Italia da CUNA (Commissione Tecnica di Unificazione nell'Autoveicolo) e CTI (Comitato Termotecnica Italiano) che hanno definito le caratteristiche atte a garantire la qualità e quindi la proprietà di funzionamento del prodotto (CUNA NC 635-01; CTI E 02.02511.0). Il biodiesel è il nuovo carburante vegetale già utilizzato con successo per muovere i motori e rifornire gli impianti di riscaldamento alimentati a gasolio, senza importanti modifiche tecniche, senza perdite in potenza e prestazioni. Dagli autobus ai taxi, dai trattori ai camion, motori marini, con il biodiesel tutti gli autoveicoli possono circolare regolarmente senza aumentare i consumi, senza modificare i motori e, per la prima volta, salvaguardando l'ambiente attraverso la riduzione significativa dei livelli, ormai intollerabili, di inquinamento atmosferico.
Biodisel prodotto da NOVAOL
Diesel-Bi® è il nome commerciale del biodiesel, prodotto da Novaol.E’ un combustibile di origine completamente vegetale, fonte di energia rinnovabile ed a basso impatto ambientale alternativo al gasolio convenzionale.Il Diesel-Bi® ha praticamente le stesse caratteristiche chimico fisiche del gasolio di cui è un sostituto ottimale e somma, ai vantaggi prestazionali, quelli ambientali.
Riduce le emissioni inquinanti, quali ad esempio: polveri (PM10) idrocarburi policiclici aromatici ed incombusti, ossidi di zolfo.
Essendo una energia rinnovabile, rispetto al gasolio non incide sul quantitativo globale di anidride carbonica prodotta, maggior responsabile dell'effetto serra, ed ogni chilo di gasolio sostituito corrisponde ad un risparmio di 2,5 chili di anidride carbonica.
L'utilizzo del biodiesel negli impianti di riscaldamento e nei motori diesel, puro od in miscela, permette una sostanziale riduzione degli inquinanti.
Oltre alla riduzione degli inquinanti tradizionali, si deve sottolineare che, all'interno di una stessa famiglia di inquinanti, la composizione qualitativa di quelli emessi dal biodiesel è diversa rispetto a quella del dal gasolio minerale e le caratteristiche di nocività sono altrettanto diverse. Alcune ricerche preliminari indicano che l'impatto sulla salute della categoria di inquinanti derivanti dal biodiesel è minore rispetto al gasolio convenzionale.
Il Dipartimento Minerario Statunitense ha condotto alcuni test sul particolato emesso dai motori diesel alimentati a biodiesel, ed i risultati documentano che la mutagenicità diminuisce del 50% rispetto al gasolio, collegando questo comportamento alla mancanza di composti aromatici e di idrocarburi policiclici aromatici (IPA). Altri test confermano che anche le miscela gasolio biodiesel diminuiscono il livello degli IPA ritenuti più pericolosi, come ad esempio il Naftalene, fluorene e benzopirene. Nel biodiesel non sono presenti metalli nocivi come il piombo, il cadmio, il vanadio ed altri, non contiene zolfo e quindi, oltre a ridurre il contenuto di solfati nel particolato non contribuisce ad aumentare il rischio di piogge acide.
Il biodiesel è più sicuro da maneggiare e da stoccare, sia per un suo più alto punto di infiammabilità, che per la sua elevata biodegradabilità, pari al 95 % in 28 giorni, mentre il gasolio si degrada, dopo lo stesso numero di giorni, solo al 40%. Dal punto di vista tossicologico, l'LD50 (dose alla quale il 50% delle cavie muore) è risultato essere maggiore di 2000 mg/kg, che è il valore soglia di effetto non osservabile per una tossicità sistematica (NOEL). Dal punto di vista tecnico, il decadimento delle caratteristiche lubrificanti del gasolio, imputabilli alla desolforazione spinta attuata in raffineria, viene compensato dall'aggiunta di biodiesel, che può quindi essere considerato a tutti gli effetti un miglioratore di lubricty, al pari di specifici additivi chimici.
Analisi sul ciclo energetico e dell'anidride carbonica promosse dall'ADEME di Parigi evidenziano come per entrambi i fattori ci sia un risparmio, rispetto alla filiera del gasolio, indicando che il biodiesel rientra pienamente negli strumenti per la riduzione dell'anidride carbonica e quindi del contenimento del più diffuso dei gas serra responsabile dell'aumento della temperatura del pianeta.
Come si produce:
Oli vegetali derivanti dalla colza, girasole o soia sono trasformati in biodiesel secondo diverse modalità di produzione ma, in tutti i casi si ottiene una miscela di esteri metilici degli acidi grassi. Il procedimento chimico, viene chiamato transesterificazione, processo in cui gli oli reagiscono con metanolo, in presenza di catalizzatori alcalini, per formare l'estere metilico e, come prodotto secondario, glicerina grezza che, dopo raffinazione viene venduta principalmente all'industria farmaceutica e cosmetica.
La transesterificazione è necessaria in quanto, gli oli vegetali tal quali, non presentano le caratteristiche adatte a sostituire il gasolio, ed anzi la loro combustione è notevolmente problematica.
Per ottenere una tonnellata di Diesel-Bi® in media è necessaria la superficie di un ettaro, coltivata a colza o girasole, da cui si ottengono 2,5 tonnellate di semi da spremere ed avere così una tonnellata di olio che fornisce circa una tonnellata di Diesel-Bi®.
Nella reazione, che avviene attraverso stadi successivi, si ottiene, come prodotto secondario, anche la glicerina. Il meccanismo globale della reazione può essere così rappresentato:
• TG ( Trigliceride) + CH3OH + cataliz. ===> DG (Digliceride) + ME (Metilestere)
• DG (Digliceride) + CH3OH + cataliz. ===> MG (Monogliceride) + ME (Metilest.)
• MG (Monogliceride) + CH3OH + cataliz. ===> GLICERINA + ME (Metilestere)
Le Regole:
Diesel-Bi® deve sottostare alla normativa fiscale come le altre tipologie di combustibile ma, in considerazione dell'elevato valore ecologico intrinseco, il ministero delle Finanze, al fine di promuoverne l'uso e favorirne lo sviluppo tecnologico, ne ha deciso un trattamento agevolato. Questa necessità deriva dal fatto che, il costo dei biocombustibili è notevolmente superiore a quello dei combustibili convenzionali, e che sussistono dei vincoli europei a una incentivazione diretta delle necessarie produzioni agricole.
Recentemente si è provveduto al rinnovo della sua defiscalizzazione entro il limite massimo previsto, di un contingente annuo di 300.000 tonnellate. In questo caso, il biodiesel non è soggetto alla accisa cui è sottoposto il gasolio, e l'intervento permette che il prezzo finale sia competitivo con quello del gasolio stesso.
Le proprietà del biodiesel sono state standardizzate in Italia dalla UNI, che ne ha definito i parametri chimico fisici, le caratteristiche fiscali e merceologiche che identificano il prodotto come biodiesel
Ogni paese europeo ha stabilito delle proprie caratteristiche standard e per armonizzare le quali si stanno deliberando delle specifiche europee a cura del C.E.N. (Comité Européen de Normalisation).
Per il dettaglio della situazione italiana, potete riferivi alla tabella delle caratteristiche. che potete confrontare con le caratteristiche commerciali del gasolio.
Dove si può usare il Biodiesel
Il Diesel-Bi® può sostituire completamente il gasolio minerale, trova quindi le sue applicazioni principali come combustibile negli impianti di riscaldamento o come carburante nei motori diesel.Diesel-Bi® si caratterizza principalmente come energia rinnovabile e con le altre biomasse ed energie alternative, è lo strumento per uno sviluppo sostenibile; contribuendo alla riduzione dell'anidride carbonica, responsabile principale dell'effetto serra e del riscaldamento del pianeta e riducendo le emissioni inquinantiL'utilizzo dei combustibili fossili corrisponde a pompare sotto forma di anidride carbonica, mediante la combustione, gli idrocarburi custoditi sotto la crosta terrestre nell'atmosfera squilibrando il ciclo naturale di questo gas.
Le piante che danno origine al Diesel-Bi®, entrano pienamente in questo circolo, assorbendo completamente, mediante la crescita delle piante da cui è originato, l'anidride carbonica prodotta nella combustione. Confrontando l’anidride carbonica di tutto il ciclo di vita del Diesel-Bi® con quello del gasolio, si ha un risparmio complessivo di 2,5 chili di questo gas per ogni chilo di gasolio sostituito.
In tutto questo il Diesel-Bi® è un piccolo, ma importante pezzo, del grande puzzle di azioni che la comunità internazionale ha deciso di intraprendere, per mitigare alcune conseguenze derivanti dallo sviluppo delle attività dell'uomo.Il Diesel-Bi® non necessita di particolari precauzioni d'uso, ecco comunque alcune indicazioni, con l'avvertenza che quanto riportato non esaurisce i casi riscontrabili, e deve essere considerato un'indicazione generale e non un manuale di riferimento pratico.
Infrastrutture:
Per utilizzare il Diesel-Bi®, si debbono mantenere le normali procedure usate per il gasolio convenzionale, stoccandolo in un luogo asciutto, pulito e senza eccessivi sbalzi termici. I serbatoi possono essere di acciaio, polietilene o poliproprilene fluorurato, mentre si consiglia di non stoccare il Diesel-Bi® in serbatoi di cemento per l'azione disgregante che esplica verso questo materiale. Il Diesel-Bi® ha un effetto solvente maggiore del gasolio, provocando il distacco di eventuali depositi accumulati nei serbatoi o nei tubi che erano dedicati al gasolio. Questi depositi possono provocare inizialmente un'occlusione dei filtri; è quindi consigliabile verificare che i serbatoi di stoccaggio siano puliti prima di adibirli al Diesel-Bi®. Si suggerisce di chiudere con cura la cisterna per evitare il più possibile ogni tipo di contaminazione.
Compatibilità dei materiali:
Il Diesel-Bi® puro può provocare con il tempo il rigonfiamento ed invecchiamento d'alcune tipologie d'elastomeri e gomme naturali quali quelle butiliche. Sono necessarie quindi delle precauzioni, quali la sostituzione delle guarnizioni o dei tubi d'adduzione del combustibile, con materiali compatibili specialmente in quei campi d'utilizzo dove viene impiegato puro o in miscele superiori al 30%.
Benedetto Coccellato
Sergio Mahomud
Daniele Marcheggiani
4-B

Esempio



  



Come usare