Biogas

Il biogas è il gas ottenuto dalla decomposizione dei rifiuti organici per via anaerobica (cioè senza ossigeno). Questo processo è realizzato da batteri.

Il biogas, quindi, è un combustibile generato dalla degradazione di sostanze organiche. La decomposizione anaerobica realizzata dai microrganismi permette di produrre biocarburante dal trattamento dei rifiuti biodegradabili. L'effluente del processo, d'altra parte, serve come fertilizzante.

Il metano e l'anidride carbonica sono i principali costituenti del biogas, che contiene anche azoto, idrogeno e altri elementi. Il biogas può essere usato per generare energia per caldaie, cucine, forni e altri dispositivi, ed è anche possibile produrre elettricità usando un generatore.

Un sistema che utilizza la digestione dei batteri presenti nel letame per generare biogas e fertilizzante è chiamato biodigestore. Nella sua forma più semplice, un biodigestore è un contenitore noto come reattore, dove vengono immagazzinate le sostanze organiche che fermenteranno. Il reattore, che è stagno ed ermeticamente chiuso, può contenere rifiuti vegetali ed escrementi animali in modo che la fermentazione anaerobica generi biogas e fertilizzante.

La costruzione di un biodigestore è molto semplice ed economica. Ecco perché nelle regioni rurali dell'America Latina si sta promuovendo lo sviluppo di questi reattori per ottenere biogas, la cui combustione genera poco fumo. In questo modo, gli agricoltori possono produrre la propria energia ad un costo ridotto.

Per produrre biogas attraverso la digestione anaerobica della materia organica, è necessario un processo composto da quattro fasi ben definite, secondo gli esperti di biochimica e microbiologia che si dedicano a questa attività. Ecco la procedura in dettaglio:

* idrolisi: questa è la prima fase della produzione di biogas, che richiede che i composti organici passino attraverso la parete cellulare in modo che la loro materia organica possa essere utilizzata. È possibile ottenere composti organici solubili dalla materia organica polimerica grazie all'azione di microrganismi idrolitici, che generano enzimi extracellulari che hanno questa capacità. La durata dell'intero processo è in gran parte determinata da questa fase, il cui successo è legato alla dimensione delle particelle, alla temperatura, alla composizione biochimica del substrato e al pH, tra gli altri fattori;

* acidogenesi: in questa fase, avviene la conversione delle molecole organiche solubili in tre tipi di composti. Questi si dividono in quelli che non possono essere utilizzati dai batteri metanogeni (come acidi grassi, composti aromatici ed etanolo), e quelli che possono (dove troviamo idrogeno, acetico e formico, così come propionico, valerico e lattico). Questi composti sono anche responsabili dell'eliminazione di qualsiasi traccia di ossigeno nel biodigestore;

* acetogenesi: qualsiasi composto che non potrebbe essere metabolizzato dai batteri metanogeni viene utilizzato in questa fase, compresi gli aromatici, gli acidi grassi e l'etanolo, che vengono trasformati in altri di minore complessità, come idrogeno e acetato. Da notare anche gli omoacetogeni, un tipo molto particolare di microrganismo acetogeno che è capace di generare acetato e viene utilizzato per mantenere basso il livello di idrogeno gassoso, dato che non lo produce;

* metanogenesi: per completare la decomposizione anaerobica dei prodotti, entrano in gioco i batteri metanogeni, che sono responsabili della produzione di metano. Si sa che il 70% del metano prodotto nei biodigestori nasce quando l'acido acetico perde il gruppo carbossilico di atomi, poiché l'acetato può essere utilizzato solo da due generi di batteri.

* metanogenesi: per completare la decomposizione anaerobica dei prodotti, entrano in azione i batteri metanogeni.