Studio preliminare per la realizzazione di un impianto di produzione di biodiesel da olio di frittura esausto a Messina

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1 Studio preliminare per la realizzazione di un impianto di produzione di biodiesel da olio di frittura esausto a Messina

2 Contents Premessa... 3 Olio di frittura in Italia Olio che viene buttato a Messina... 5 Produzione di Biodiesel Produzione ipotetica di Biodiesel Messina e km percorsi da mezzo ATM in media Realtà già esistenti in Italia e in Sicilia Riferimenti... 9

3 Premessa Questo lavoro illustra com è possibile utilizzare olio di frittura esausto (che chiameremo unicamente olio) per la produzione di biodiesel, combustibile che ha caratteristche chimico fisiche simili a quelle del diesel convenzionale e per questo può essere usato nei motori diesel. Usando l olio per la produzione di biodiesel si risolverebbe anche il problema dello smaltimento dello stesso, che deve essere trattato come rifiuto speciale, infatti l olio se gettato in lavandino o sui terreni costituisce una fonte di inquinamento. Producendo biodiesel invece si avrebbe il doppio risultato di valorizzare questo rifiuto, rendendolo un combustibile, e di azzerare i costi di smaltimento. Oltre a quanto detto prima è anche l Europa che prima con la direttiva 2003/30/EC sulla promozione e l uso di biocombustibili per il trasporto, che stabilisce di raggiungere il minimo di biocombustibile del 5.75% di energia rinnovabile nei trasporti entro il 2010, e dopo con la Direttiva 2009/28/EC, che impone il minimo di quantità di biocombustibili del 10% entro il 2020, a consigliarci vivamente di usare combustibili Green. Sia la produzione di biodiesel, sia l olio tal quale, rappresentano un ottimo combustibile per i mezzi pubblici del comune, come Camion per la raccolta di rifiuti o Autobus per il trasporto pubblico.

4 Olio di frittura in Italia. Per calcolare l olio che potrebbe essere usato per la produzione di combustibile ci riferiamo ai dati pubblicati su Questi ci dicono che In Italia vengono, ogni anno, immessi al consumo (direttamente come olio alimentareo perché presente in altri alimenti) di chili ( ton) di olio vegetale per un consumo medio pro capite di circa 25 Kg. annui (fonte Ministero della Sanità). Di questa quantità si stima un residuo non utilizzato pari a circa il 20%. Ci troviamo quindi di fronte ad oltre 280 milioni di chili (280 mila ton.) di olio vegetale usato, circa 5 Kg. a testa, che ogni anno restituiamo all ambiente, in gran parte sotto forma di residuo di fritture e quindi ricco di sostanze inquinanti. Ne deriva una sostanza che ha praticamente perso tutto della originale purezza e genuinità, e che è diventata un grave pericolo se dispersa nell ambiente. L olio che penetra nel sottosuolo si deposita con un film sottilissimo attorno alle particelle di terra e forma così uno strato di sbarramento tra le particelle stesse, l acqua e le radici capillari delle piante, impedendo l assunzione delle sostanze nutritive. Se l olio raggiunge le specchio della falda freatica forma sopra lo stesso uno strato con spessore 3-5 cm che si sposta con la falda verso valle; in tal modo può raggiungere pozzi di acqua potabile anche molto lontani, rendendoli inutilizzabili; infatti un litro d olio mescolato a un milione di litri d acqua basta per alterare il gusto in limiti incompatibili con la potabilità. L olio che invece raggiunge qualsiasi specchio d acqua superficiale può andare a formare una sottile pellicola impermeabile che impedisce l ossigenazione e compromette l esistenza della flora e della fauna. Un solo chilo di olio usato è sufficiente per coprire con questa pellicola una superficie di 1000 metri quadrati. Lo smaltimento di questa enorme quantità di residuo oleoso provoca inconvenienti anche laddove esistono impianti fognari adeguati, perché può pregiudicare il corretto funzionamento dei depuratori (influenzano negativamente i trattamenti biologici) e comunque lo rendono diseconomico, infatti nella fase preliminare del trattamento si rende necessario la realizzazione di appositi disoleatori, basati sul principio della flottazione per separare sotto forma di materiale galleggiante gli oli e i grassi presenti nei liquami. Solo un corretto e controllato smaltimento dell olio vegetale usato può quindi garantire la salvaguardia dell ambiente. In Italia esiste un sistema di raccolta differenziata "porta a porta" basato su convenzioni tra aziende private che raccolgono e trasportano (a volte gratuitamente) l'olio vegetale esausto e i produttori "non domestici" di tale rifiuto (bar, ristoranti, mense eccetera). Le aziende di raccolta e riciclaggio confluiscono nel Conoe (Consorzio obbligatorio nazionale di raccolta e trattamento degli oli e grassi vegetali e animali esausti - istituito dal Dlgs 22/97 e riconfermato (al pari di altri consorzi settoriali) dal Dlgs 152/2006 ("Codice ambientale").

5 Olio che viene buttato a Messina Se volessimo capire quanto olio in media diventa un rifiuto a Messina ogni anno dobbiamo moltiplicare il numero di abitanti che ci sono a Messina per la media nazionale in kg di olio che si butta, quindi 5 kg/persona. Avremo quindi: Abitanti Messina ,335 Olio buttato Messina (tonnellate) Da questo semplice calcolo è facile vedere come all incirca ci siamo 1000 tonnellate anno di olio si buttano. L olio oltre a rappresentare un inquinante rappresenta anche una grossa perdita economica, se pensiamo che il diesel costa 1,70 euro/litro. Il biodiesel prodotto da questo olio ha un prezzo di circa 70 centesimi [1]. I calcoli per il guadagno verranno effettuati nei capitoli successivi. Produzione di Biodiesel. Il biodiesel è un tipo di biocombustibile ottenuto per via chimica da grassi animali o vegetali, ha caratteristiche chimico fisiche simili a quelle del diesel convenzionale e per questo motivo può essere usato miscelato al diesel o, se le condizioni lo permettono, come unico combustibile nei motori diesel. Si indica con la sigla BD (BioDiesel), negli Stati Uniti solamente con B, affiancata da un numero, che ha come massimo il 100, indica in che % è miscelato al diesel convenzionale: quindi BD100 indica un combustibile con il 100% di Biodiesel, il BD20 indica una miscela con l 80% di diesel e il 20% di biodiesel.

6 Chimicamente il biodiesel è un combustibile composto da una miscela di esteri alchilici di acidi grassi a lunga catena. Un processo di transesterificazione di lipidi viene usato per convertire l'olio base nell'estere desiderato e per rimuovere gli acidi grassi liberi, in genere per la produzione di biodiesel si usa il metanolo come co-reagente. Il rapporto stechiometrico tra olio e metanolo è di 10:1, da cui si produce sempre in rapporto 10:1 biodiesel e glicerolo. Dopo tale procedimento, contrariamente al semplice olio vegetale, il biodiesel possiede proprietà di combustione e viscosità simili al diesel ricavato dal petrolio e può sostituirlo nella maggior parte dei suoi impieghi [2, 3]. Le specifiche internazionali standard per il biodiesel sono fissate nella norma ISO Gli Stati Uniti fanno riferimento inoltre alla specifica ASTM D Le specifiche fissano alcuni punti importanti nei processi di produzione del biodiesel: completezza della reazione, rimozione del glicerolo, rimozione del catalizzatore, rimozione degli alcoli, assenza di acidi grassi liberi. La conformità a queste caratteristiche viene generalmente verificata tramite gascromatografia. Il combustibile ottenuto secondo questi livelli qualitativi risulta molto poco tossico; la dose letale LD50 è maggiore di 50 ml/kg, dieci volte superiore a quella del comune sale da cucina. Oltre a non essere tossico l uso di biodiesel riduce le emissioni di CO, CO2, non contiene anelli aromatici quindi si riducono le emissioni di benzopireni (tossici), azzera l emissione di SO2, riduce le emissioni di polveri sottili [2]. Produzione ipotetica di Biodiesel Messina e km percorsi da mezzo ATM in media. Dai calcoli fatti prima deriva la tabella che segue, con cui è stata ipotizzata la produzione, il consumo [4] e il guadagno economico dato dal consumo di biodiesel [1]. Olio/persona*giorno (kg) Olio buttato a Messina (kg) Biodiesel/olio (kg) Consumo Litri/giorno autobus comunale (100 km) Km con biodiesel*giorno Costo 1 litro biodiesel approssimativo (euro/litro) Costo 1 litro diesel (euro/litro) 0, , , , ,70 1,70 Prezzo metanolo/litro Costo carburante litri/giorno a parità di km (euro) biodiesel Costo carburante litri/giorno a parità di km (euro) diesel Risparmio/giorno (euro) Risparmio anno (euro) 1, , , , ,50

7 I ricavi ipotizzati sono di circa 1 milione di euro all anno, calcolati sul massimo dei km percorribili consumando tutto il biodiesel prodotto dall olio di frittura esausto, sottraendo al costo del diesel necessario per fare quei km quello del costo del biodiesel per fare gli stessi km senza le accise. Se aggiungessimo le accise, che sono circa 74,32 [5] centesimi al litro, e togliessimo il costo di smaltimento di 1 litro di olio, circa 40 centesimi al litro, avremmo: Costo 1 litro biodiesel approssimativo (euro/litro) Costo 1 litro diesel (euro/litro) Risparmio/giorno (euro) Risparmio anno (euro) 1,00 1, , ,15 Risparmi che sono da abbinare ai vantaggi sulla salute dell aria derivanti dall utilizzo del biodiesel e dal risparmio ambientale dato dall estrazione e dalla raffinazione del petrolio per la produzione di diesel. Ipotizzando che nel peggiore delle ipotesi si recuperasse e convertisse la metà dell olio il guadagno sarebbe sulle , che rappresenterebbe comunque un buon guadagno per il comune. Realtà già esistenti in Italia e in Sicilia. Tra le realtà esistenti in Italia tra le prime conosciamo quella di Rovigo. Dal sito ASM Rovigo, Divisione Ambiente [6]: Si tratta di un progetto sostenibile di mobilità e di gestione rifiuti che consiste nella creazione di una filiera di raccolta degli oli alimentari esausti nella città di Rovigo, loro trattamento ed infine riutilizzo, sotto forma di biodiesel, sui mezzi di raccolta rifiuti. Due gli obiettivi principali: incrementare la raccolta dell olio esausto, per eliminare condizioni di inquinamento delle acque e del suolo, recuperando prodotto riciclabile; diminuire l impatto ambientale dei mezzi aziendali di raccolta rifiuti per una migliore qualità dell aria a livello locale e per diminuire il consumo di CO2 a livello globale, utilizzando il biodiesel quale carburante rinnovabile a minor impatto ambientale in miscela al 25%. Il progetto vuole verificare la sostenibilità tecnica, economica ed ambientale di una filiera chiusa di riciclo dell olio esausto. In Sicilia invece è Caltanissetta la prima città che si sta muovendo in questo senso, infatti stipulando un contratto con Legambiente e il Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia, il Comune raccoglierà e invierà l olio al Parco Scientifico che si occuperà di convertirlo in biodiesel per poter poi essere usato dal Comune di Caltanissetta come combustibile degli scuolabus [7].

8 In giro per il mondo invece abbiamo: GRAZ (STIRIA) Nella capitale della Stiria (Austria), Graz, dal 2005 l azienda di trasporto pubblico locale Grazer Verkehrsbetriebe, all interno del progetto finanziato dall Unione europea Civitas sta utilizzando su 134 autobus urbani biodiesel puro prodotto da olio alimentare esausto. L olio viene raccolto dalla cooperativa sociale Öko service per poi essere trasformato nello stabilimento SEEG di Mureck, nel sud della Stiria. KILMARNOCK (SCOZIA) In Scozia, da ottobre 2007 sulla linea 1 della città di Kilmarnock, la compagnia di trasporti passeggeri Stagecoach sta sperimentando il servizio dei BIO BUS, autobus che utilizzano biodiesel puro prodotto da olio da cucina. Il progetto prevede che i passeggeri possano scambiare olio alimentare esausto con sconti sui biglietti del bus. S.FRANCISCO (CALIFORNIA) In California (USA), a San Francisco tutta la flotta di US Foodservice, con 136 trattori stradali e 148 autocarri, utilizza miscela di biodiesel al 5% prodotta con oli vergini ed oli esausti. 1/2.

9 Riferimenti 1 - COSTS OF BIODIESEL PRODUCTION, Prepared for: Energy Efficiency and Conservation Authority. John Duncan Gruppo Torinese Trasporti, Trasporto pubblico locale. Parco veicoli: Schede tecniche ione-al-villaggio-s-barbara-venerdi-7-giugno/