Presentati agli stakeholder i risultati del Progetto Ager

Le celle elettromicrobiche MFC MEC utilizzando reflui di diversa natura sono in grado di produrre energia elettrica o idrogeno in modo diretto, pulito ed efficiente, sfruttando l’attività dei microorganismi presenti negli scarti stessi

Il modello produttivo della bioraffineria, all’interno del quale ogni sottoprodotto o scarto può essere trasformato e valorizzato si inserisce negli obiettivi globali ed europei per la mitigazione dei cambiamenti climatici e la promozione dell’economia circolare e bio-based. Il Progetto BioVale-BIOraffineria: VALore aggiunto dei sottoprodotti enologici è stato finanziato dalla Fondazione AGER-Agricoltura e Ricerca, per diffondere e promuovere un modello innovativo di bioraffineria presso gli stakeholder del settore enologico e dimostra come sia possibile trasformare gli scarti in risorsa.

In due incontri organizzati, il 29 e il 30 gennaio scorsi rispettivamente a Soave e a Poggibonsi, dal Dipartimento di Chimica dell’Università di Roma Tor Vergata in collaborazione con l’Associazione Donne della Vite, Barbara Mecheri e Alessandra D’Epifanio, hanno presentato agli stakeholder del settore enologico le potenzialità dei sistemi biolettrochimici (BES) e i risultati ottenuti nella messa a punto e nella valutazione di una cella elettromicrobica MFC MEC in grado di utilizzare fecce e acque di scarto delle cantine per la produzione di energia elettrica o di idrogeno in modo diretto, pulito ed efficiente, sfruttando l’attività dei microorganismi presenti negli scarti stessi.

Con la tecnologia BES che nasce dall’esperienza già consolidata delle celle a combustibile, si può recuperare energia da acque reflue urbane, scarti di oleifici, birrifici e cantine e al contempo ridurne la carica organica ed inquinante (BOD e COD) e con essa la necessità e i costi di depurazione.

I Sistemi BES hanno ampio margine di miglioramento e a tale scopo è fondamentale passare dalla scala di laboratorio al mondo “reale” per definirne rese e prestazioni su prototipi già ingegnerizzati come già si sta facendo in altri Paesi del mondo, dal Regno Unito, agli Usa, l’Australia e la Cina.

Il sasso è lanciato, adesso occorre uno sguardo visionario, cantine e costruttori che raccolgano la sfida e ne vogliano cogliere non solo i benefici economici e ambientali, ma anche il ritorno di immagine legato all’impegno per la sostenibilità.

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Trasformare gli scarti in risorsa? La consapevolezza che questo sia possibile è ormai generalizzata e nessun settore è escluso, neppure quello vitivinicolo che produce sottoprodotti e scarti come raspi, vinacce, fecce e acque di lavaggio della cantina. Il modello produttivo della bioraffineria, in cui ogni sottoprodotto o scarto può essere trasformato e valorizzato si inserisce negli obiettivi globali ed europei per la mitigazione dei cambiamenti climatici e la promozione dell’economia circolare e bio-based.

L’utilizzo dei rifiuti organici urbani o degli scarti agricoli o industriali per la produzione di biogas è ormai una realtà consolidata, ma la scienza e la tecnologia guardano ancora più avanti. “È possibile convertire gli scarti organici in energia pulita in modo diretto, senza passaggi intermedi e con efficienza superiore – afferma Barbara Mecheri del Dipartimento di chimica dell’Università di Roma Tor Vergata – Come? Con i sistemi bioelettrochimici (BES) che convertono l’energia chimica della sostanza organica in energia elettrica (modalità MFC- Microbial Fuel Cells) o in idrogeno (modalità MEC – Microbial Electrosynthesis cells) generati dal metabolismo dei batteri presenti nel substrato stesso e, molto importante, abbattono il carico organico dei reflui di partenza. Sistemi questi che funzionano come le batterie, ma non si esauriscono e forniscono energia in modo continuo. Il passaggio dal “combustibile organico” – nel caso della sperimentazione svolta dal nostro gruppo di ricerca le fecce e le acque di lavaggio delle cantine – all’energia pulita è diretto e per questo ha rendimenti molto elevati (70%)”.

Tuttavia perché ricerca e innovazione tecnologica trovino la loro applicazione è fondamentale la condivisione dei risultati con gli attori della filiera. A questo scopo il gruppo MaDE@UTV, Materials and Devices for Energy, dell’Università di Roma Tor Vergata ha organizzato, in collaborazione con le Donne della Vite, due incontri (il 29 gennaio a Soave-VR presso Cantina di Soave e il 30 gennaio a Poggibonsi-SI presso il laboratorio Isvea s.r.l.) nell’ambito del Progetto BioVale-BIOraffineria: VALore aggiunto dei sottoprodotti enologici, finanziato dalla Fondazione AGER-Agricoltura e Ricerca, perdiffondere e promuovere un modello innovativo di bioraffineria presso gli stakeholder del settore enologico. Agli incontri hanno partecipato rappresentanti del mondo dell’enologia, produttori e imbottigliatori, imprese di impianti e tecnologie, distillerie, frantoi, ricercatori e professionisti, ognuno per portare il proprio contributo e suggerire potenziali applicazioni e possibili fasi di utilizzo della nuova tecnologia.

Con la tecnologia BES che nasce dall’esperienza già consolidata delle celle a combustibile, si può recuperare energia da acque reflue urbane, scarti di oleifici, birrifici e cantine e al contempo ridurne la carica organica ed inquinante (BOD e COD) e con essa la necessità e i costi di depurazione.

“Nel caso della filiera vitivinicola in occasione del progetto Ager Wine Waste Integrated Biorefinery – prosegue Alessandra D’Epifanio del Dipartimento di chimica dell’Università di Roma Tor Vergata – abbiamo sviluppato una cella MFC/MEC nella quale sono state utilizzate fecce rosse e bianche opportunamente diluite e tamponate per portare l’acidità (pH) a valori ottimali per il metabolismo dei batteri. I risultati hanno evidenziato che in condizioni ottimizzate è possibile ottenere energia da questi scarti e anche come le fecce rosse, ricche in polifenoli, in grado di inibire l’attività microbica, diano risultati inferiori a quelle bianche sia nella quantità di energia prodotta sia nell’abbattimento del carico organico”.

Anche nel settore della frangitura delle olive dove le acque di vegetazione prodotte sono caratterizzate da un elevato carico inquinante –ogni metro cubo di questo sottoprodotto ha un impatto ambientate pari a quello di 200 m³ di acque reflue urbane – i sistemi bioelettrochimici sviluppati dall’Università di Tor Vergata potrebbero trovare un utile applicazione. “Visto l’elevato carico organico delle acque di vegetazione delle olive – specifica D’Epifanio – nelle nostre prove abbiamo valutato la diluizione con le acque reflue urbane con un’integrazione quindi dei due reflui con consentirebbe un buon recupero di energia elettrica e riduzione dei costi di smaltimento dei reflui”.

I Sistemi BES hanno ampio margine di miglioramento e a tale scopo è fondamentale passare dalla scala di laboratorio al mondo “reale” per definirne rese e prestazioni su prototipi già ingegnerizzati come già si sta facendo in altri Paesi, dal Regno Unito, agli Usa e alla Cina.

Anche nel settore enologico esiste già un’applicazione di cantina, quella dell’azienda Napa Wine Co. (NWC) a Oakville in California (USA) che ha realizzato un impianto pilota associato al depuratore aziendale e costituito da 24 celle MEC per la produzione di idrogeno in grado di trattare 1000 litri di acque di scarto e fecce  reflue.

“A determinare le prestazione dei sistemi BES – continua D’Epifanio – sono vari fattori: tipo di refluo, volumi trattati, dimensioni degli elettrodi, geometria delle celle, fattori climatici, ecc. Le MFC possono essere dei sistemi modulari assemblati secondo diverse geometrie e grandezze. Gli investimenti necessari per gli impianti MFC sono moderati perché il sistema prevede materiali poco costosi e le nostre stime prevedono un rientro del costo dell’investimento in 2-3 anni, per cominciare a guadagnare successivamente. Infine – conclude D’Epifanio – oltre ai benefici economici e ambientali non è da sottovalutare il ritorno di immagine per le aziende che decidessero per prime di fare da apripista e adottare un modello di bioraffineria”.

Le questioni aperte ed emerse nella discussione con gli stakeholder negli incontri di Soave e Poggibonsi sono risolvibili solo con la progettazione di un prototipo e lo studio di una filiera di economia circolare che ne comprenda l’utilizzo. Sono legate al dimensionamento dei sistemi bioelettrochimici più adatti per il settore enologico, alle problematiche di stagionalità nel carico di reflui, alle possibilità di inserimento in filiere parallele come quella della distillazione e alla possibilità, anche allo scopo di ottimizzare le caratteristiche chimiche di pH, di associare sostanza organica e reflui provenienti da filiere diverse, come quelle del vino e dell’olio con gli scarichi urbani.

Il Progetto AGER BIOVALE (n° 2017-2206) è stato finanziato da Ager (Agricoltura e Ricerca).

Chi sono i protagonisti del progetto BIOVALE

Progetto Ager AGER – Agroalimentare e ricerca, è un progetto di ricerca agroalimentare promosso e sostenuto da un gruppo di Fondazioni di origine bancaria. L’obiettivo di Ager è portare conoscenza e innovazione in un settore che è alla base della nutrizione e della vita.  http://progettoager.it/ http://progettoager.it/index.php/settori/trasferimento-tecnologico-i-progetti/trasferimento-tecnologico-i-progetti-biovale

Università degli Studi di Roma Tor Vergata – Gruppo MaDE@UTV Il gruppo Materials and Devices for Energy at University of Rome Tor Vergata (MaDE@UTV) del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, coordinata da  Silvia Licoccia, svolge da molti anni un’intensa attività di ricerca dedicata allo sviluppo di materiali innovativi per applicazioni energetiche. Lo sviluppo di fonti di energia rinnovabile e di dispositivi di conversione dell’energia alternativi ed efficienti che consentano la crescita economica globale, riducendo al minimo l’impatto ambientale sono i principali oggetti di studio del gruppo. Ciò richiede uno sforzo multidisciplinare che coinvolge molti campi come la chimica, la fisica, la scienza dei materiali, la biologia, la medicina, la nanotecnologia, solo per citarne alcuni. Nell’ambito del progetto AGER, il gruppo MaDE@UTV ha sviluppato una cella microbica MFC/MEC per lo sfruttamento energetico delle fecce e delle acque di scarto delle cantine, che assolve alla duplice funzione di ottenere energia elettrica pulita e di abbattere la carica inquinante delle biomasse.  http://made.uniroma2.it/ Gli incontri del 29 e 30 gennaio sono stati organizzati in collaborazione con Associazione Donne della Vite CHE COS’È – È un’associazione nazionale senza fini di lucro aperta a tutte le persone fisiche, donne e uomini legate professionalmente al mondo vitivinicolo. FINALITÀ E SCOPI – Diffondere e valorizzare la cultura viticola ed enologica, favorendo occasioni di incontro e formazione tra le varie figure professionali che operano nel settore. Svolgere il ruolo di anello di congiunzione tra mondo della ricerca e il fruitore finale della filiera viticola. Promuovere, valorizzare e tutelare la professionalità femminile del settore vitivinicolo in un’ottica di pari opportunità. Evidenziare, sostenere e diffondere gli aspetti di etica, estetica e bellezza legati al mondo della vite. Dare particolare rilievo ai principi di Sostenibilità e Tutela del territorio viticolo. http://www.donnedellavite.com/

Fonte: Ufficio stampa Donne della Vite