Obiettivo dell'attività 2.1 è stata la caratterizzazione, in termini di analisi merceologica e chimica, dei substrati disponibili a bordo nave da cui ottenere combustibili di alta qualità per la produzione energetica. In particolare, sono stati considerati la frazione organica di rifiuti solidi (FORS) e i fanghi derivanti dalla depurazione delle acque reflue, data la loro ingente produzione durante le attività di bordo. Ulteriore materiale residuale utilizzabile è costituito dagli oli vegetali esausti (OVE), in quantitativo decisamente minore, di cui sono state definite le principali proprietà in base a dati di letteratura. Una diversa attività del progetto considera i trattamenti di purificazione necessari all'utilizzo diretto di OVE in motori ad accensione per compressione e la definizione delle proprietà post-trattamento. Anche l'utilizzo di FORS e fanghi come fonte energetica, di fatto, presuppone l'adozione di preliminari pre-trattamenti dei materiali di scarto, finalizzati alla rimozione del contenuto di umidità e all'incremento del potere calorifico di tali substrati. A valle di tali processi, si può ipotizzare il perseguimento della conversione termo-chimica dei materiali residuali per gassificazione ovvero per la produzione di un syngas utilizzabile come combustibile in gruppi elettrogeni di bordo, eventualmente funzionanti in modalità dual-fuel. Tanto la frazione di energia termica necessaria per la fase di essiccamento, quanto l'efficienza del processo di gassificazione e la qualità del syngas ottenuto, sono funzioni della composizione della biomassa trattata in termini di umidità, materia volatile, carbonio fisso e materiale inerte, ovvero in termini di quelli che sono gli elementi chimici fondamentali. Un'adeguata caratterizzazione della natura dei rifiuti è dunque necessaria per una valutazione preliminare della loro sfruttabilità ai fini energetici. Data la mancata disponibilità di campionamenti effettuati a bordo nave, tale caratterizzazione ha dovuto seguire alternative diverse al prelievo e al successivo conferimento presso laboratori dedicati. Per i fanghi di depurazione si è fatto ricorso ad uno studio di letteratura che ha evidenziato in diversi impianti l'entità della variabilità rispetto ad una composizione media, mentre ad un discorso analogo per la FORS, è stata affiancata anche un'indagine di laboratorio mirata alla caratterizzazione di alimenti base i cui principali nutrienti rientrano nella categoria dei carboidrati (pane, pasta, biscotti, etc.), delle proteine vegetali ed animali (legumi, uova, carne, pesce, etc.) e degli alimenti ad alto contenuto di sali minerali (frutta e verdura). La biomassa FORS è in effetti assunta come "sintetizzabile" in base ai suoi principali costituenti. E' cioè formulata l'ipotesi che essa possa essere considerata come una miscela di componenti elementari, secondo proporzioni individuate in letteratura oppure simulando gli avanzi di cibi di diverse tipologie di menù secondo specifiche prescrizioni di gestori di servizi crocieristici. L'approccio seguito, non solo svincola le valutazioni dall'effettivo reperimento di campioni di residui organici alimentari di bordo, ma permette anche di poter effettuare considerazioni per quei casi in cui il rifiuto è di una sola tipologia, come potrebbe essere il caso, ad esempio, di imbarcazioni dedicate alla pesca e alla immediata lavorazione del pesce.
Caratterizzazione substrati disponibili a bordo nave
Michela Costa;Daniele Piazzullo;Giovanna Ruoppolo;Massimo Urciuolo
2017
Abstract
Obiettivo dell'attività 2.1 è stata la caratterizzazione, in termini di analisi merceologica e chimica, dei substrati disponibili a bordo nave da cui ottenere combustibili di alta qualità per la produzione energetica. In particolare, sono stati considerati la frazione organica di rifiuti solidi (FORS) e i fanghi derivanti dalla depurazione delle acque reflue, data la loro ingente produzione durante le attività di bordo. Ulteriore materiale residuale utilizzabile è costituito dagli oli vegetali esausti (OVE), in quantitativo decisamente minore, di cui sono state definite le principali proprietà in base a dati di letteratura. Una diversa attività del progetto considera i trattamenti di purificazione necessari all'utilizzo diretto di OVE in motori ad accensione per compressione e la definizione delle proprietà post-trattamento. Anche l'utilizzo di FORS e fanghi come fonte energetica, di fatto, presuppone l'adozione di preliminari pre-trattamenti dei materiali di scarto, finalizzati alla rimozione del contenuto di umidità e all'incremento del potere calorifico di tali substrati. A valle di tali processi, si può ipotizzare il perseguimento della conversione termo-chimica dei materiali residuali per gassificazione ovvero per la produzione di un syngas utilizzabile come combustibile in gruppi elettrogeni di bordo, eventualmente funzionanti in modalità dual-fuel. Tanto la frazione di energia termica necessaria per la fase di essiccamento, quanto l'efficienza del processo di gassificazione e la qualità del syngas ottenuto, sono funzioni della composizione della biomassa trattata in termini di umidità, materia volatile, carbonio fisso e materiale inerte, ovvero in termini di quelli che sono gli elementi chimici fondamentali. Un'adeguata caratterizzazione della natura dei rifiuti è dunque necessaria per una valutazione preliminare della loro sfruttabilità ai fini energetici. Data la mancata disponibilità di campionamenti effettuati a bordo nave, tale caratterizzazione ha dovuto seguire alternative diverse al prelievo e al successivo conferimento presso laboratori dedicati. Per i fanghi di depurazione si è fatto ricorso ad uno studio di letteratura che ha evidenziato in diversi impianti l'entità della variabilità rispetto ad una composizione media, mentre ad un discorso analogo per la FORS, è stata affiancata anche un'indagine di laboratorio mirata alla caratterizzazione di alimenti base i cui principali nutrienti rientrano nella categoria dei carboidrati (pane, pasta, biscotti, etc.), delle proteine vegetali ed animali (legumi, uova, carne, pesce, etc.) e degli alimenti ad alto contenuto di sali minerali (frutta e verdura). La biomassa FORS è in effetti assunta come "sintetizzabile" in base ai suoi principali costituenti. E' cioè formulata l'ipotesi che essa possa essere considerata come una miscela di componenti elementari, secondo proporzioni individuate in letteratura oppure simulando gli avanzi di cibi di diverse tipologie di menù secondo specifiche prescrizioni di gestori di servizi crocieristici. L'approccio seguito, non solo svincola le valutazioni dall'effettivo reperimento di campioni di residui organici alimentari di bordo, ma permette anche di poter effettuare considerazioni per quei casi in cui il rifiuto è di una sola tipologia, come potrebbe essere il caso, ad esempio, di imbarcazioni dedicate alla pesca e alla immediata lavorazione del pesce.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
