CENTRO ENEA TRISAIA - 27 SETTEMBRE 2019 - LABORATORI APERTI

I processi termochimici e la bioenergia

L'uso diretto e indiretto di fonti fossili (petrolio, gas naturale e carbone), nei settori di produzione industriale e nella vita quotidiana, sono la principale causa riconosciuta a livello globale dei cambiamenti climatici che da diverso tempo stanno interessando il nostro pianeta. Innalzamento della temperatura media globale, scioglimento dei ghiacciai, aumento della frequenza e dell’intensità degli eventi estremi (uragani, tempeste, cicloni, inondazioni, siccità e ondate di calore) sono il risultato dell’aumento in atmosfera dei gas ad effetto serra, i cosiddetti GHG (green house gases), il principale dei quali è l’anidride carbonica CO2 di origine antropica associata appunto all’utilizzo delle fonti fossili. Misurazioni ambientali indicano che per questo gas le concentrazioni in atmosfera sono passate dai 290 ppmv del 1956 agli oltre 400 ppmv del 2018. Per contrastare i cambiamenti climatici occorre pertanto mettere in campo azioni che consentano di evitare, o quantomeno contenere, le emissioni in atmosfera dei gas clima alteranti ad effetto serra e della di CO2 in particolare.
A livello europeo, per conseguire tale obiettivo, l'UE da tempo ha avviato un articolato programma di iniziative finalizzato alla loro riduzione e sostituzione. A tal fine, l'UE ha delineato le proprie strategie di attuazione, descritte in Roadmaps e SET-Plans, e le scadenze per il raggiungimento degli obiettivi chiave per rendere l'economia europea più rispettosa del clima, meno dispendiosa in termini energetici e più sostenibile. Il modo per raggiungere tali obiettivi è focalizzato nelle cosiddette iniziative della Low Carbon Economy (economia a basse emissioni di carbonio). Tra altre azioni, una delle maggiori riguarda la promozione dell’utilizzo delle biomasse a fini energetici, ovvero per la produzione di energia elettrica e calore e per la produzione di biocarburanti/biocombustibili.
Nota come Bioenergia, l’energia prodotta dalle biomasse rispetto alle fonti fossili è accompagnata da emissione zero di CO2. Questa caratteristica origina dal fatto che le biomasse sono prodotte dalla CO2 attraverso il ciclo della fotosintesi, pertanto quando sono usate come fonti di energia, virtualmente, rilasciano in atmosfera la stessa quantità di CO2 che le ha generate.

Il processo più antico per la produzione di bioenergia, a tutti noto e familiare, è la combustione della legna per produrre calore. Ma bruciare biomassa non è l’unico modo per produrre energia; esistono anche altre modalità che ne permettono un uso più efficiente e versatile.
I visitatori che parteciperanno a questo tour saranno accompagnati attraverso un percorso che, in modo semplice e leggero, illustrerà alcune delle modalità più promettenti ed efficaci che partendo da biomasse di varia origine, permettono di produrre energia a bassa emissione di CO2, mettendo così a disposizione soluzioni e tecnologie utili al contenimento dei cambiamenti climatici.
Presso il Centro Ricerche della Trisaia è infatti presente un parco tecnologico con la più ampia dotazione, a livello nazionale, di impianti pilota per lo studio e lo sviluppo di processi termochimici di gassificazione e pirolisi, due dei maggiori processi attraverso cui è possibile la valorizzazione energetica delle biomasse di scarto e residuali (es. scarti della lavorazione del legno, residui di potatura, materiale dalla gestione di boschi e foreste). Attraverso questi processi è infatti possibile la produzione di vettori energetici secondari, sia gassosi sia liquidi (syngas, Sostituto del GN, H2, metanolo, dimetiletere, benzine e diesel, Bio-Olio) che, più flessibili e versatili dei materiali d’origine, rispetto a questi trovano ambiti di applicazione più vasti.

La visita sarà strutturata secondo le tappe di seguito elencate:

• L’uso delle biomasse nel contrasto ai cambiamenti climatici;
• I processi per produrre bioenergia;
• Oltre la combustione: cosa sono i processi termochimici;
• L’hot-gas: produrre gas dalle biomasse (sarà allestita una prova dal vivo);
• I possibili impieghi dell’hot-gas;
• Il parco tecnologico della Trisaia

La visita sarà strutturata secondo le tappe di seguito elencate:

• L’uso delle biomasse nel contrasto ai cambiamenti climatici;
• I processi per produrre bioenergia;
• Oltre la combustione: cosa sono i processi termochimici;
• L’hot-gas: produrre gas dalle biomasse (sarà allestita una prova dal vivo);
• I possibili impieghi dell’hot-gas;
• Il parco tecnologico della Trisaia

Il tour ha l’obiettivo di illustrare le tecnologie del solare termico per applicazioni a bassa e media temperatura e le attrezzature utilizzate per la loro caratterizzazione energetica presso il “Laboratorio di qualificazione e certificazione” accreditato Accredia. In particolare gli ospiti potranno visionare gli impianti di prova e la strumentazione di misura utilizzati per la determinazione delle prestazioni termiche dei componenti solari. Verranno illustrate le principali tipologie impiantistiche che utilizzano il Sole come fonte energetica e i relativi strumenti di incentivazione attualmente previsti in Italia. Verranno inoltre affrontate le problematiche inerenti la certificazione di prodotto (Solar Keymark) ormai indispensabile per l’accesso ad ogni forma di incentivo a livello europeo.

Il tour ha l’obiettivo di introdurre il pubblico al mondo delle radiazioni ionizzanti e della radioattività, presentandone natura, origine ed azione fisica, ed illustrare metodologie e procedure, incluse tecniche di misura, applicate per valutare e ridurre il rischio per la salute ad esse associato, pratica questa che prende il nome di Radioprotezione. La Radioprotezione è una scienza multidisciplinare che trova il suo campo di applicazione in tutte quelle attività mediche, industriali e di ricerca che richiedono l’impiego di radiazioni ionizzanti e si fonda sulla capacità di determinare sperimentalmente i campi di radiazione e le corrispondenti dosi rilasciate all’uomo e all’ambiente e di valutarne, tramite appositi modelli, i rischi.
L’Istituto di Radioprotezione dell’ENEA (ENEA IRP), forte di una tradizione pluridecennale, rappresenta in questo ambito una realtà unica nel panorama nazionale per competenze, risorse strumentali e prestazioni tecniche fornite. IRP opera all’interno dell’ENEA per assicurare la sorveglianza fisica di radioprotezione per tutte le attività con rischi da radiazioni ionizzanti, svolge una serie di attività di Ricerca in ambito nazionale e internazionale e fornisce altresì servizi tecnico specialistici ad utenti esterni, tra cui si annoverano Pubbliche Amministrazioni, Enti di ricerca, industrie e aziende private.
Le attività di Ricerca dell’Istituto di Radioprotezione riguardano i seguenti settori:

• Dosimetria, protezione da radionuclidi naturali e taratura
• Radioprotezione per impianti a fusione nucleare e grandi acceleratori
• Monitoraggio e misure della radioattività
• Sorveglianza fisica e ambientale di radioprotezione

I Servizi offerti dall’Istituto di Radioprotezione si articolano in:

1. Servizio di monitoraggio della contaminazione interna
2. Servizio di misura di Radioattività
3. Servizio di dosimetria esterna
4. Servizio di valutazione della concentrazione di Radon
5. Servizio di taratura di strumenti e rivelatori di radiazioni ionizzanti

L’unità IRP presente presso il Centro ENEA di Trisaia opera in stretta sinergia con le unità gemelle presenti presso i centri ENEA di Casaccia e Saluggia, svolgendo le sue attività principalmente nel campo delle misure di dosimetria da contaminazione interna, della misura della radioattività in matrici della più varia natura e origine e del monitoraggio della radioattività ambientale.

Il Servizio di monitoraggio della contaminazione interna è fornito dall’Istituto di Radioprotezione ENEA mediante tre distinti Laboratori presenti nei Centri di Ricerca ENEA di Casaccia, Saluggia e Trisaia ed è finalizzato al monitoraggio individuale della contaminazione interna da radionuclidi; tale Servizio si avvale dell’applicazione delle principali e più aggiornate metodiche di analisi e misura per la determinazione della radioattività nel corpo umano (misura in vivo) ed in campioni biologici (misure in vitro). Per completezza e qualità delle prestazioni fornite, esso costituisce oggi l’unico servizio nel Paese in grado di affrontare ogni tipo di esigenza nel campo del monitoraggio individuale per dosimetria interna.
A chi si rivolge
Il Servizio è rivolto ad utenti interni ENEA ed esterni che svolgono attività con rischio di contaminazione radioattiva.
Prestazioni fornite
L’insieme degli apparati strumentali e delle metodologie di misura a disposizione sia per la misura in vivo che in vitro, nonché delle tecniche di trattamento chimico e radiochimico delle matrici biologiche (urine, feci, muco nasale) messe a punto e qualificate dai Laboratori dell’Istituto di Radioprotezione ENEA, consente di effettuare misure di monitoraggio con prestazioni conformi ai più elevati standard radioprotezionistici per tutti i radionuclidi di interesse dosimetrico (fra i più significativi: ³H, ¹⁴C, ⁶⁰Co, ¹²⁵I, ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po, ²²⁶Ra, isotopi dell’Uranio, isotopi del Plutonio, ²⁴¹Am, ²⁴⁴Cm).

Il Servizio di misura di radioattività fornito dall’Istituto di Radioprotezione ENEA è finalizzato alla determinazione del contenuto qualitativo e quantitativo di radioattività su campioni di qualsiasi natura e origine. Il servizio è svolto da tre distinti Laboratori presenti nei Centri di Ricerca ENEA di Casaccia, Saluggia e Trisaia, la cui integrazione ha permesso di estendere le potenzialità e le competenze nel campo dell’analisi radiometrica sia in termini di tipologia di matrice che di radionuclidi, inclusi quelli di origine naturale, avvalendosi dell’applicazione delle principali e più aggiornate metodiche di misura. Per completezza e qualità delle prestazioni fornite, esso rappresenta il servizio più attrezzato nel Paese.
A chi si rivolge
Il Servizio è rivolto a coloro che svolgono attività per le quali si richiede la determinazione di radionuclidi in matrici ambientali, alimentari, d’impianto o di altra natura.
Prestazioni fornite
L’insieme degli apparati strumentali e delle metodologie di misura a disposizione, nonché delle tecniche di trattamento fisico-chimico e radiochimico dei campioni messe a punto e qualificate dai laboratori dell’Istituto di Radioprotezione ENEA su un sempre più ampio spettro di matrici, consente oggi di effettuare analisi su campioni pressoché di qualsiasi natura e origine per la gran parte dei radionuclidi artificiali e naturali.
L’elevata qualità delle prestazioni fornite è garantita dalla continua attività di ricerca, implementazione e aggiornamento delle procedure applicate e dalla costante partecipazione, con risultati eccellenti, alle più significative iniziative di interconfronto a livello nazionale ed internazionale.
Le principali tecniche di misura utilizzate per espletare il Servizio di monitoraggio della contaminazione interna e il Servizio di misura di Radioattività sono:

• Whole Body Counting e organ Counting a bassa ed alta energia;
• Spettrometria X-gamma;
• Spettrometria alfa;
• Conteggio in scintillazione liquida del tipo low level e ultra low level;
• Conteggio dell’attività alfa e beta totale con contatore proporzionale;
• Spettrometria di massa tipo ICP

L’Istituto di Radioprotezione (IRP) ha gestito e attuato operativamente, dal 1973 fino al 2004, la rete di Sorveglianza Radiometrica Ambientale del Sito “Trisaia”, obbligatoria per legge in quanto sito nucleare, al fine di valutare l’impatto sul territorio delle attività svolte presso il Centro, in particolare per quanto riguarda l’impianto ITREC, impianto pilota realizzato per la ricerca e lo sviluppo di tecnologie nel settore del trattamento di Elementi di Combustibile nucleare irraggiati afferenti al Ciclo Uranio-Torio.
Col passaggio della la Licenza di Esercizio dell’impianto ITREC a SO.G.I.N. S.p.A. (SOcietà di Gestione Impianti Nucleari) dal 2005 IRP non ha più avuto in tal senso oneri formali (tipicamente a carico dell’Esercente) e, tenuto anche conto delle variazioni programmatiche nel frattempo occorse in ENEA, ha proseguito con l’attuazione del monitoraggio con una visione non più volta agli stretti adempimenti di legge, ma orientata a una caratterizzazione radiologica del sito basata su criteri più strettamente scientifici, il tutto in conformità con le indicazioni della Comunità Europea per le reti nazionali di monitoraggio della radioattività ambientale.
In relazione a tale attività viene redatto annualmente un nuovo tipo di Rapporto, a disposizione delle Istituzioni locali e nazionali e del pubblico, che si propone quindi come un documento “in progress” di più ampio respiro che consente a chiunque ne sia interessato e lo richieda di avere un quadro storico scientificamente validato e progressivamente aggiornato ed integrato della situazione radiologica del territorio circostante il Centro Ricerche ENEA della Trisaia.