Combustibili biologici

[The Stroker ®]

Salve raga il prof mi ha chiesto di fare una ricerca sui combustibili biologici...
io ho trovato qualcosa ma preferisco chiedere a voi perche so che troverete il meglio del meglio
se potete mi serve in settimana grazieeee

[jarod1981®]

Ciao Stroke

Vediamo di suggerirti argomenti attinenti, in modo che tu li possa collegare alla ricerca sui "Combustibili Biologici"

[jarod1981®]

Tutela dell’ambiente e della salute
solo con leggi efficienti che scaturiscano dalla collaborazione tra cittadini ed amministratori

Riflettendo sull’attuale situazione ambientale (inquinamento atmosferico, elettromagnetico, idrico, mucca pazza, ecc..) ci si rende conto che tutta questa drammatica situazione, lo sarÃ* soprattutto per le generazioni future, ha origine anche nella lentezza legislativa che non riesce a rispondere speditamente al bisogno di salute del cittadino. Leggi sulle problematiche ambientali ve ne sono a dismisura, ma sovente questi provvedimenti sono condizionati, e se non, anche surclassati, da chi persegue i propri guadagni nella sola logica del profitto.
Oggi le nuove tecnologie, di qualsivoglia genere, pongono alle singole amministrazioni problematiche inaspettate e a ciò si risponde legislativamente in ritardo o a volte si promulgano leggi nella totale incertezza scientifica. La stessa ricerca scientifica è sovente contraddittoria sugli effetti positivi e negativi che le nuove tecnologie possono arrecare all’ambiente e conseguentemente alla vita umana.
Il Parlamento, i consigli regionali, provinciali e comunali per dipanare tale groviglio si affidano alle istituzioni scientifiche (Arpa ecc..) o ad esperti indicati da questa o quella universitÃ*. I primi in genere si riferiscono alla normativa esistente che sovente è lacunosa, sorpassata o a volte fondata solo su ipotesi scientifiche; dei secondi invece bisogna solo augurarsi che siano oggettivamente onesti.
Certo è che quando vediamo elenchi di ricercatori supportare alcuni nuovi prodotti tecnologici, il dubbio ci assale.
Il problema ambientale è soprattutto un problema di salute e questa è di stretta competenza di ogni cittadino, di ogni persona, di ogni famiglia.
Un filosofo del diritto -Luhmann - afferma che la legge non è solo prodotta (cioè scelta) mediante una decisione, ma vale anche in forza d’una decisione (quindi è contingente e mutabile): le leggi possono mutare, cambiare.
Nell’ oggi la legislazione ambientale ha bisogno di evolvere e procedere rapidamente anche perché e per fortuna la tecnologia cresce in modo vertiginoso.
Il legislatore, a livelli diversi, dovrebbe sempre prevedere la regolamentazione sanitaria delle nuove tecnologie, nella prospettiva cautelare e prima ancora del loro utilizzo, non "giocare continuamente di rimessa". Rincorrere la tecnologia dal punto di vista normativo può provocare irreparabili disagi alla salute e sollecitare sempre più le proteste dei cittadini .
Un altro autore - Weber - ritiene che gli ordini legali valgano come legittimi non soltanto in base al concetto di legalitÃ*, presupposto per via razionale, ma anche in virtù di un’imposizione fondata su un dominio legittimo di uomini su altri uomini, e su una corrispondente disposizione ad obbedire. Obbedire quando è a rischio la salute propria o dei propri figli non è facile per nessuno.
Una ricerca Datamedia, fonte non sospetta d’integralismo ambientale, afferma che il 40% degli italiani teme che il cibo sia inquinato, il 30% ritiene grave il problema ambientale, l’11% ha paura delle catastrofi.
La conservazione dell’ambiente e della salute è un’urgenza prioritaria per tutti e qualsiasi politico, responsabile della cosa-pubblica, non deve e non può trincerarsi dietro un "legislatore superiore", torinese, romano, europeo o americano che sia, lento e distante, non sempre disinteressato.
Nella prospettiva di Luhmann e Weber anche un Consiglio Comunale di una piccola cittÃ* può ardire e cogliere le richieste dei suoi cittadini, in merito alla tutela della salute, compiendo degli atti legislativi coraggiosi.
Per Jurgen Habermas la democrazia ha due livelli: alla societÃ* civile tocca il compito di identificare i problemi d’affrontare; ai corpi parlamentari (e agli altri organi costituiti) la responsabilitÃ* di risolvere questi problemi con una tempestiva produzione e implementazione giuridica.
E’ certo però che l’influenza politica esercitata dall’opinione pubblica può trasformarsi in potere politico (cioè nel potenziale di assumere decisioni vincolanti) soltanto dopo aver modificato le convinzioni di membri legittimi del sistema politico e dopo aver determinato il comportamento di elettori, parlamentari, funzionari ecc..
E giÃ*.
Diventa indispensabile, se si vuole garantire un minimo di futuro ai giovani di domani costringere, attraverso petizioni, dibattiti, scioperi, ecc. al cambiamento tecnologico alcune fonti di grave inquinamento. Si tratta, ad esempio, di stimolare, costringere i governi,locali e nazionali, affinché legiferino in modo da orientare in tempi brevi le grandi aziende produttrici di automobili e non solo a sviluppare tecnologie non inquinanti.
Il problema ambientale è grave.
Per governare i diversi rischi ambientali, i futuri sconvolgimenti che provocherÃ* l’effetto serra, i nostri governanti devono avere coraggio, anche "d’andare oltre" le leggi attuali, se queste non impongono la drastica riduzione degli inquinanti atmosferici.
In relazione all’inquinamento atmosferico non possiamo certo negare che il nodo centrale è il tipo di combustibile utilizzato dai mezzi di trasporto. Il problema non è soprattutto "si usa troppo l’auto" come la maggioranza di noi pensa. La sospensione del traffico domenicale riduce momentaneamente l’inquinamento, ma non risolve, rimanda. Le domeniche ecologiche sono un palliativo, anzi spostano il problema sul cittadino quando invece il problema è "essenzialmente economico", riguarda le politiche del profitto. I combustibili come i pure motori, non inquinanti in grado di garantirci la mobilitÃ* necessaria, esistono.
La riduzione dei gas di scarico in atmosfera richiede la prevenzione primaria: "pulire" i combustibili alla fonte, utilizzare combustibili biologici ed innovare il motore.
Il presidente onorario della Fiat affermò mesi fa che la riduzione a zero dei fumi da traffico avverrÃ* tra venti anni. Nessuno gli ha domandato: "perché non è possibile prima? ".
Ci si sta dando da fare per trovare l’origine della materia, per leggere la mente di Dio (vedasi anello di Ginevra) e la soluzione al problema più urgente del pianeta come il petrolio, in quanto fonte di energia, o il motore a scoppio, come produttore mondiale d’inquinamento, non si è mossa di un millimetro, è ancora tutto fermo ad un secolo fa. E’ normale tutto ciò?
Luciano Maiani, direttore generale del Cern, afferma a tal proposito che costando troppo poco il petrolio non si investe nella ricerca appropriata.
Per Eliano Pessa , docente intelligenza artificiale dell’ UniversitÃ* di Pavia, invece "chi detiene il potere (sono i politici?) cerca d’impedire gli sviluppi delle tecnologie, infatti è proprio per questo che il motore a scoppio dura così tanto e le tecnologie del motore rimangono più o meno sempre le stesse. Non c’è nessun interesse alla messa in opera di una nuova tecnologia. Certo è che se qualcuno preparasse una reale alternativa al motore a scoppio o al petrolio farebbe miliardi, ma forse se per caso ci fosse una tecnologia di questo genere non farebbero altro che far fare all’inventore la stessa fine che ha fatto Diesel, cioè sopprimerebbero lui e la sua invenzione sparirebbe".
Condividere la visione pessimistica del professore di Pavia, non credere nella possibilitÃ* orientativa del diritto, vuol dire rinunciare a far in modo che le stagioni si susseguano, che la corrente del Golfo scaldi l’Europa…
Deve scendere in campo la societÃ* civile e costringere o convincere il Legislatore, anche locale, a formulare leggi che orientino direttamente il campo della ricerca delle tecnologie e delle fonti combustibili.
Anche i nostri piccoli comuni possono operare in tal senso, a livelli diversi.
Perché l’Ente Turismo, i comuni di ... non istituiscono un premio, un concorso per stimolare la ricerca nel campo dei motori non inquinanti, anche in collaborazione con le aziende che operano nel settore (Fiat ecc)?
Non è forse questa, in prospettiva, la miglior salvaguardia dell’ambiente e del suo sviluppo turistico?
Molto dipende dall’atmosfera. Se questa impazzisce…
SocietÃ* civile e potere politico possono allearsi per contrastare i poteri forti e spregiudicati ed in particolare formulare leggi di maggior cautela della salute dei cittadini.
Se il principio di cautela ambientale avesse sempre ispirato il Legislatore non ci troveremmo nella condizione che Giovanni Paolo II ha delineato nell’udienza del 17 gennaio 2001: "…Purtroppo, se lo sguardo percorre le regioni del nostro pianeta, ci si accorge subito che l’umanitÃ* ha deluso l’attesa divina. Soprattutto nel nostro tempo, l’uomo ha devastato senza esitazioni pianure e valli boscose, inquinato le acque, deformato l’habitat della terra, reso irrespirabile l’aria, sconvolto i sistemi idro-geologici e atmosferici, desertificato spazi verdeggianti, compiuto forme di industrializzazione selvaggia, umiliando - per usare un’immagine di Dante Alighieri (Paradiso, XXII, 151) - quell’"aiuola" che è la terra, nostra dimora. Occorre, perciò, stimolare e sostenere la ‘conversione ecologica’, che in questi ultimi decenni ha reso l’umanitÃ* più sensibile nei confronti della catastrofe verso la quale si stava incamminando. L’uomo non più ‘ministro’ del Creatore. Ma autonomo despota, sta comprendendo di doversi finalmente arrestare davanti al baratro. È, allora, da salutare con favore l’accresciuta attenzione alla qualitÃ* della vita e all’ecologia, che si registra soprattutto nelle societÃ* a sviluppo avanzato, nelle quali le attese delle persone non sono più concentrate tanto sui problemi della sopravvivenza quanto piuttosto sulla ricerca di un miglioramento globale delle condizioni di vita (Evangelium vitae, 27). Non è in gioco, quindi, solo un’ecologia ‘fisica’, attenta a tutelare l’habitat dei vari esseri viventi, ma anche un’ecologia ‘umana’ che renda più dignitosa l’esistenza delle creature, proteggendone il bene radicale della vita in tutte le sue manifestazioni e preparando alle future generazioni un ambiente che si avvicini di più al progetto del Creatore…."



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[jarod1981®]

Produzione di idrogeno: prospettive di ricerca
Gli obiettivi della ricerca scientifica verso l’economia dell’idrogeno: riduzione dei costi produttivi, aumento dei rendimenti di conversione, controllo delle emissioni su tutta la catena energetica




Vi è ormai diffusa consapevolezza che occorra realizzare, in tempi ragionevolmente brevi, un sistema energetico più sostenibile e pulito di quello basato sul prevalente uso dei combustibili fossili, cui siamo abituati. Un sistema energetico, quindi, in grado di affrontare efficacemente problemi quali l’impatto sull’ambiente globale, l’esaurimento delle riserve di combustibili fossili, la sicurezza degli approvvigionamenti energetici e la distribuzione di quantitativi di energia adeguati a soddisfare la domanda sempre crescente.

Tra i vari scenari disponibili, tutti oggetto di dibattito e confronto (maggiore efficienza, risparmio, fonti rinnovabili, nucleare, nuove tecnologie applicate alle fonti fossili e altro ancora) da alcuni anni si intravede uno scenario di grande interesse: l’idrogeno e le tecnologie ad esso collegate.
L’obiettivo è la creazione di un sistema energetico sostenibile, in grado di soddisfare la forte crescita della domanda mondiale di energia con un limitato e controllato impatto sull’ambiente.
Riuscire a utilizzare l’idrogeno risolverebbe molti dei problemi citati. Nella fase di utilizzazione ha infatti un impatto ambientale limitatissimo: se impiegato direttamente come combustibile, produce come prodotti di scarto vapore acqueo e tracce di ossidi di azoto; se invece è utilizzato in sistemi elettrochimici, quali le celle a combustibile, le emissioni sono solo di vapore acqueo. Inoltre, in presenza di adeguate tecnologie produttive – ancora in fase di sviluppo - non porrebbe nemmeno problemi di sicurezza di approvvigionamenti, poiché, pur essendo presente sulla Terra in quantitÃ* estremamente piccole allo stato elementare, è diffusissimo combinato con altri elementi.

La necessitÃ* di produrre idrogeno, cioè di estrarlo dalle molecole che lo contengono, utilizzando a tal fine una fonte di energia esterna (combustibili fossili, energie rinnovabili, energia nucleare) rappresenta dunque uno dei principali problemi che si pongono ad un suo utilizzo diffuso. Allo stato attuale si tratta infatti di una tecnologia non competitiva: la sua produzione ha infatti costi elevati e presenta rendimenti energetici piuttosto limitati.


Produzione di idrogeno: tecnologie attuali

Le tecnologie di produzione dell’idrogeno a partire dai combustibili fossili sono mature e ampiamente utilizzate, anche se vanno ottimizzate dai punti di vista economico, energetico e di impatto ambientale. Dei circa 500 miliardi di metri cubi di idrogeno prodotti annualmente a livello mondiale (utilizzati prevalentemente nella chimica dei fertilizzanti di sintesi e nella metallurgia dell’acciaio), circa il 40% rappresenta un sottoprodotto dell’industria chimica (ad es. dagli impianti cloro-soda), mentre la maggior frazione deriva da combustibili fossili, gas naturale ed olio pesante, attraverso processi di reforming e di ossidazione parziale. Tali processi prevedono la produzione del gas attraverso successivi stadi di raffinazione e di frazionamento delle molecole degli idrocarburi fino alla completa eliminazione del carbonio.
La produzione da fonti fossili, però – aspetti economici a parte - ha l’inconveniente di dar luogo come prodotto di scarto a grandi quantitÃ* di CO2, cosicché l’idrogeno, benché sia poi utilizzabile in modo pulito, è comunque responsabile di una rilevante emissione di gas serra.

È possibile produrre idrogeno senza impatti ambientali? Teoricamente si. Vi sono diversi processi ipotizzati, ma l’unico industrialmente consolidato è quello di estrazione dall’acqua per elettrolisi.
Si tratta di un processo del tutto sostenibile dal punto di vista ambientale, purché sia disponibile una sufficiente quantitÃ* di energia elettrica prodotta senza emissioni di anidride carbonica, in grado di alimentare il processo di elettrolisi. Quindi preferibilmente energia da fonti rinnovabili (fotovoltaico, eolico, idroelettrico eccetera) oppure da nucleare.
Da questo punto di vista, per produrre un metro cubo di idrogeno per elettrolisi occorrono circa 5 kWh elettrici. Se volessimo produrre in tal modo i 500 miliardi di mc oggi consumati nel mondo occorrerebbero 2.500 miliardi di kWh, pari a poco meno del 15% dell’intera produzione elettrica mondiale. E ancora non avremmo un metro cubo di idrogeno da utilizzare per altri usi.

In conclusione vi è un serio problema tecnologico e di costi da affrontare. Con l’elettrolisi dell’acqua, infatti, è vero che si può ottenere idrogeno praticamente puro, ma solo a un prezzo che può diventare economicamente accettabile in una prospettiva ancora lontana, allorquando le innovazioni tecnologiche potrebbero consentire un costo molto basso dell’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili (o da nucleare). Pertanto, allo stato attuale delle conoscenze, tale scelta non appare economicamente ed energeticamente perseguibile, se non per applicazioni molto particolari.


Tecnologie sperimentali

Tre sono i principali ambiti sui quali si concentrano gli sforzi della ricerca nel campo della produzione di idrogeno: processi termochimici, fotobiologici e fotoelettrochimici.

Nei processi termochimici (gassificazione e pirolisi)si punta ad estrarre idrogeno, sia da combustibili fossili , sia dalle biomasse, utilizzando calore. Il vantaggio, in questo ultimo caso, sta nel fatto che si tratta di una tecnologia “neutraâ€� relativamente alle emissioni di CO2, poiché la quantitÃ* di biossido di carbonio emessa durante il processo di conversione è pari a quella assorbita dalle biomasse nel loro ciclo di vita.
La difficoltÃ* principale riguarda, invece, il contenuto di idrogeno delle biomasse, che è piuttosto basso: solo il 6,5% circa, rispetto al 25% contenuto, ad esempio, nel gas naturale. Inoltre l’incidenza economica della materia prima è relativamente alta, benché il processo potrebbe essere applicato anche alla più economica biomassa da rifiuti urbani. Si tratta in sostanza di tecnologie che richiedono ancora un notevole impegno di ricerca, sviluppo e dimostrazione.

Da segnalare, in fase di sperimentazione, una tecnologia sviluppata dal MIT (Massachusettes Institute of Technology), denominata Plasmatron, che utilizza la tecnologia dei plasma (gas ionizzati ad altissima temperatura) per il riforming degli idrocarburi. Il Plasmatron ha una capacitÃ* di estrazione dell’ idrogeno altissima (90% circa rispetto a quello contenuto nel combustibile di partenza), ma opera a temperature superiori ai 2000° C, con grandi consumi di energia. Inoltre, come tutte le tecnologie che prevedono temperature altissime (ad esempio i processi di scissione dell’acqua per termolisi, che pure è una tecnologia teoricamente efficiente) si pongono problemi relativi alla resistenza dei materiali da utilizzare per la costruzione dei reattori. Nel caso dei processi di termolisi, la ricerca si sta orientando verso l’utilizzo di catalizzatori, che possono ridurre sensibilmente la temperatura di dissociazione dell’acqua e verso cicli termochimici chiusi che permettono l’estrazione di idrogeno dall’acqua in presenza di reazioni chimiche che hanno bisogno di calore fornito a temperature relativamente basse (comprese tra 800 e 1000°C)

Le tecnologie fotobiologiche, ancora allo stato di laboratorio, riguardano la generazione di idrogeno da sistemi biologici, sotto l’azione della luce solare. Alcune alghe e batteri, ad esempio, sono in grado di produrre idrogeno, in quanto, assorbendo energia solare, gli enzimi delle cellule agiscono da catalizzatori per scindere l’acqua nei suoi componenti idrogeno e ossigeno. La ricerca sta analizzando i meccanismi dettagliati di questi sistemi biologici, ma si è ancora ai primissimi primi passi.

Nei sistemi fotoelettrochimici sono utilizzati elettrodi semiconduttori all’interno di una cella fotoelettrochimica che converte energia ottica in energia chimica, con o senza l’aggiunta di energia elettrica esterna. Si tratta di sistemi costosi (anche per l’usura dei materiali semiconduttori indotta dagli effetti chimici) e con una efficienza limitata. La ricerca si sta quindi impegnando per migliorare l’efficienza di conversione , allungare la durata di vita delle celle e identificare nuovi materiali semiconduttori ad alta efficienza e stabilitÃ*. Ma anche in questo caso si è ancora lontani da sperimentazioni di carattere industriale.



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[jarod1981®]

Combustibile


si riferisce tradizionalmente a sostanze capaci di produrre [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] termica a seguito di una [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] detta comunemente [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (fanno eccezione i cosiddetti [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], con i quali si produce energia attraverso una [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]). In genere una combustione è una reazione di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] in cui il combustibile reagisce con un [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]. Il comburente di gran lunga più comune è l'ossigeno dell'aria.
In relazione allo [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] in cui si presentano, i combustibili si classificano in [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] e [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], ed un'altra importante distinzione dei combustibili si compie fra "naturali" e "derivati", in relazione alle condizioni in cui vengono impiegati: naturali (gas [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]) se si adoperano così come vengono trovati in [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] oppure derivati ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]) se vengono forniti quali prodotti di trasformazione di combustibili naturali o di particolari lavorazioni [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!].
I combustibili tradizionali sono composti essenzialmente da [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (C) ed [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (H): questi sono detti elementi utili, in quanto conferiscono alla sostanza esaminata i requisiti che debbono possedere i combustibili e cioè sviluppare calore in notevole quantitÃ*, con una combustione completa (in tempi recenti si è aggiunto il requisito per il quale i prodotti della combustione siano minimamente inquinanti).
1 kg di carbonio infatti, bruciando completamente, produce 8.130 kcal (equivalenti a 34,03 MJ) e si trasforma in [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (CO2) che non è tossica; 1 kg di idrogeno (H) produce 34.500 kcal (equivalenti a 144,42 MJ) circa quattro volte più del carbonio e si trasforma in [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (H2O), che si libera come [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] d'acqua date le temperature di scarico dei prodotti della combustione.

Potere calorifico

Un'importante caratteristica di ogni combustibile è il potere calorifico. Esso rappresenta la quantitÃ* di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], espressa in chilocalorie o [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], prodotta da un [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] di combustibile, quando questo brucia completamente. Generalmente si distingue tra:

• Potere calorifico superiore (Hs)
• Potere calorifico inferiore (Hi).

Il potere calorifico superiore (Hs) è la quantitÃ* di calore che si rende disponibile per effetto della combustione completa a [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] costante della [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione siano riportati alla [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] iniziale del combustibile e del comburente.
Per i combustibili liquidi l'unitÃ* di misura usualmente addottata per la massa è il kg mentre per i combustibili gassosi si fa riferimento al [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] in condizioni normali cioè alla massa di gas combustibile secco contenuta in 1 m3 quando la sua temperatura sia O°C e la pressione sia 760 mmHg (1,013 bar).
Se, nel riportare i prodotti della combustione alla temperatura iniziale di combustibile e [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], il [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] d'acqua contenuto nei gas di combustione e ottenuto dalla combustione dell'idrogeno del combustibile non viene condensato e non rilascia quindi il proprio [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], la quantitÃ* di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] complessivamente resa disponibile è minore, e si definisce pertanto potere calorifico inferiore (Hi) "il potere calorifico superiore diminuito del calore di condensazione del vapore d'acqua durante la combustione". Il vapore d'acqua non viene condensato nei processi di combustione in un [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] quindi è al potere calorifico inferiore che si fa riferimento.
La determinazione del potere calorifico si può ottenere col calcolo in base all'[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] elementare del combustibile, oppure direttamente mediante l'uso di appositi strumenti calorimetrici. Nel primo caso si determina la massa degli elementi combustibili, carbonio (C), idrogeno (H), [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (S) contenuta in un chilogrammo di combustibile mediante l'analisi chimica elementare, quindi si valuta l'apporto di calore fornito da ciascuno di essi e si sommano i risultati.
Sapendo che, ad esempio, 1 kg di carbonio sviluppa nella combustione 8.130 kcal e che 1 kg di idrogeno sviluppa 34.500 kcal, se si ha un [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] con un [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] di carbonio dell'85,5% in massa (cioè 0,855 kg per kg di olio), e di idrogeno dell'11,5% (cioè 0,115 kg per kg di olio), detti KGcomb, KGC, KGH2 le masse espresse in kg di combustibile e rispettivamente di carbonio e idrogeno contenuti, il suo potere calorifico superiore sarÃ*:
Hs = 0,855 KGC/KGcomb · 8.130 kcal/KGC + 0,115 KGH2/KGcomb · 34.500 kcal/KGH2 = 10.919 kcal/KGcomb Il potere calorifico superiore si può determinare direttamente mediante la [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] o apparecchi simili in cui il calore prodotto dalla reazione viene assorbito da una massa di acqua o di altro liquido di cui si osserva l'aumento della temperatura.


Potere calorifico inferiore di alcuni combustibili
kcal/kg kcal/m³ MJ/kg MJ/m³ Legna secca (umiditÃ* <15%) 3500
15,5
Carbone 7500
31,40
Carbonio 8130
34,03
Idrogeno
34500
144,42 Gasolio 10210
42,7
Metano
8200
34,33
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[jarod1981®]

ENERGIE RINNOVABILI O INNOVATIVE (IDROGENO, BIOCOMBUSTIBILI, ETC.)


La prevedibile diminuzione della disponibilita' del petrolio e degli altri combustibili fossili stimola un ampio dibattito (si veda ad es. il numero di Le Scienze di novembre scorso). Scrivo oggi alcune precisazioni su questo problema, che discutero' a lezione il prossimo mercoledi'.

Dal punto di vista termodinamico, i combustibili chimici sono sostanze che reagiscono con l'ossigeno dell'atmosfera (piu' raramente con altre sostanze) in una reazione fortemente esoergonica, la cui energia libera viene convertita in lavoro o piu' raramente in energia elettrica con rendimenti variabili ma in genere approssimabili al 30% o meno per le macchine termodinamiche a combustione (ad es. i motori a scoppio o le centrali termoelettriche).

In alternativa ai combustibili fossili (petrolio e carbone) sono disponibili il gas naturale (metano), gli isotopi fissili utilizzati per le centrali nucleari, le energie "naturali": idroelettrica, eolica, solare e geotermica, ed i combustibili biologici (alcol e biodiesel). L'idrogeno (H2), invece NON si deve considerare una sorgente di energia. Infatti l'idrogeno si trova in natura nella forma di acqua e deve essere prodotto con una reazione che consuma altrettanta energia di quella che viene liberata dal suo uso come combustibile: cioe' e' necessario disporre di un impianto che utilizzi energia per produrre H2 (e O2) a partire da H2O, e poi si puo' utilizzare l'H2 cosi' prodotto per farlo reagire di nuovo con O2 e riottenere H2O ed energia. L'idrogeno e' quindi uno scambiatore di energia ma non risolve il problema della crisi energetica ne' quello dell'inquinamento, se non nel senso che l'impianto che lo produce inquina meno ed e' meglio controllato di altre macchine termodinamiche.

Le energie naturali sono ampiamente utilizzate ma sono "diluite": sono necessari impianti alquanto estesi per produrre piccole quantita' di energia a costi in genere piuttosto elevati. Ovviamente l'inquinamento e' piccolo (ma non trascurabile: l'ambiente viene ricoperto di pannelli solari o macchine del vento la cui produzione non e' priva di effetti collaterali).

I combustibili biologici sono i prodotti di trasformazioni chimiche, in genere operate da batteri o muffe su substrati di origine vegetale. I piu' utilizzati al momento sono l'etanolo e gli oli vegetali (biodiesel). Il ciclo termodinamico del combustibile in questo caso e' il seguente: la pianta accumula energia luminosa in equivalenti ossido-riduttivi (grazie alla fase luminosa della fotosintesi) ed usa questi ultimi per organificare e ridurre la CO2 atmosferica: in questo modo produce glicidi e lipidi. Queste sostanze sono ridotte e possono essere riossidate mediante combustione per produrre energia, ma non sono adatte per essere utilizzate come combustibili di motori. Per questo motivo, mediante fermentazione batterica o da muffe e successive procedure di distillazione e frazionamento vengono utilizzate per ricavare etanolo o oli adatti ad essere usati come carburanti. La resa e' alquanto modesta rispetto all'estensione di terreno adibito alla coltivazione (cioe' sostituire il petrolio col biocarburante richiederebbe di dedicare alla coltivazione enormi estensioni di territorio). Infatti la sorgente energetica primaria in questo caso e' la luce del sole necessaria alla fotosintesi e questa, come abbiamo visto sopra e' diluita. L'impatto ambientale del biocombustibile e' di nuovo modesto (in fondo sono ampie aree verdi) ma non trascurabile: infatti occorre far posto alla coltivazione energetica a discapito di altre colture o di boschi e pascoli e inoltre dopo il raccolto le parti della pianta non utilizzabili per la feremntazione devono essere eliminate in altro modo.

Il biogas (metano prodotto da batteri nel corso della putrefazione di materia organica) e' un'altra fonte di energia alternativa rinnovabile. La produzione di biogas utilizza materiale organico di scarto e avviene mediante l'energia di una parte di questo stesso materiale: cioe' riduce composti parzialmente ossidati del carbonio a metano (che e' ridotto) utilizzando altri composti presenti nello stesso materiale di scarto. Purtroppo il rendimento energetico e' relativamente basso e il processo e' alquanto inquinante. Infatti il metano ha una energia potenziale chimica piu' alta dei composti di partenza ed il batterio deve ricavare l'energia chimica necessaria alla biosintesi da altre reazioni chimiche.

In conclusione, tutte le sorgenti energetiche qui nominate hanno i loro pro e i loro contro e tutte sono impiegate, ma nessuna al momento sembra risolutiva su larga scala: l'unica sorgente energetica economicamente e quantitativamente alternativa al petrolio al momento e' il nucleare, che pero' molti ritengono poco desiderabile. E' possibile ovviamente utilizzare le energie rinnovabili (biologiche e non) per ridurre il ricorso al petrolio e al nucleare, ed e' auspicabile risparmiare il piu' possibile l'energia.

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[The Stroker ®]

Grazie Jarod come sempre sei stato grande mo lo metto sotto il proff hihhhi

[The Stroker ®]

il prof mi ha chiesto se potevi fare una cosa approfondita sul biodiesel perchè vuole che lo dobbiamo portare all'esame

[lucas tx]

I passaggi più comuni sono:

1. Preparazione: depurare e riscaldare il grasso di origine biologica. Se l'olio è umido assieme al biodiesel verrà prodotto anche [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], e l'indice di conversione dall'olio vegetale al biodiesel sarà minore, ottenendo un eccesso di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!].
2. [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] di un campione di olio. Il [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] ottimale del biodiesel è 7 (neutro), lo stesso dell'[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]. Alcuni grassi hanno alti livelli di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] che richiedono una [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] acida (per ottenere un pH minore di tre) prima di una [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!].
3. [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] l'alcol ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] o meno comunemente [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]) e il [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] o di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]).
4. [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] a 50°[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] la miscela di metanolo e catalizzatore con l'olio preparato.
5. [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]:
   1. Del [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] dal [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] (ad esempio attraverso [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] o [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]).
   2. Rimozione dell'alcol (tramite [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!])
6. [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] del biodiesel: separare il biodiesel dagli scarti (sapone e catalizzatore); lavaggio ed asciugatura del biodiesel.
7. Trovare una collocazione per i sottoprodotti e gli scarti della produzione.

[lucas tx]

Metodi di produzione [[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]]

Esistono tre vie di base per la produzione di biodiesel a partire da biolipidi (grassi ed oli di origine biologica).

• Transesterificazione del biolipide catalizzata da [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!].
• Transesterificazione diretta del biolipide catalizzata da [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!].
• Conversione del biolipide prima nei propri [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] e quindi nel biodiesel.

Quasi tutto il biodiesel viene attualmente prodotto attraverso [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] catalizzata da basi, processo più economicamente vantaggioso richiedendo basse temperature e pressioni ed avendo una rendita di conversione del 98%.

Preparazione dell'olio [[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]]

Le macchine per la produzione di biodiesel richiedono che l'olio abbia delle proprietà specifiche.

• Meno dell'1% (in peso) di particelle [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], e particelle più piccole di 5 [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]. A causa di ciò si rendono necessari:
  • [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] fino a 5 µm.
  • Lavatura con acqua calda ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]).
  • [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!].
  • Riscaldamento dell'olio.
  • Seconda decantazione.
• Assenza di acqua. Per questo, dopo la seconda decantazione, viene eseguito il passo finale della preparazione dell'olio (asciugatura).
• Facile [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] nell'alcol da usare.

[lucas tx]

Reazione chimica [[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]]

La reazione può essere mostrata nel modo seguente:
CH2OC(O)R1 | CHOC(O)R1 + 3 CH3OH → (CH2OH)2CH-OH + 3 CH3OC(O)R1 | CH2OC(O)R1Data la variabilità di prodotti naturali, il [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] sui trigliceridi è probabilmente differente:
CH2OC(O)R1 | CHOC(O)R2 + 3 CH3OH → (CH2OH)2CH-OH + CH3OC(O)R1 + CH3OC(O)R2 + CH3OC(O)R1 | CH2OC(O)R3 [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] + [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] → glicerolo + esteri R1, R2, R3: [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]. Durante il processo di esterificazione il trigliceride reagisce con l'alcol in presenza di un catalizzatore, di solito una [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] forte: ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] o [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]). La ragione principale per eseguire la [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] dell'olio, è trovare quanta base è necessaria per assicurare una transesterificazione completa. Empiricamente 6.25 [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]/[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] di NaOH producono un carburante molto utilizzabile. Con gli oli di scarto dalla produzione di cibo, viene indicato di utilizzare circa 6 g di NaOH se l'olio è chiaro, 7 g quando è scuro.
L'[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] reagisce con gli [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] per formare l'[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] mono-alchil (o biodiesel) e [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]. La reazione tra il biolipide (grasso od olio) e l'alcol è [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!], quindi l'alcol deve essere aggiunto in eccesso per spingere a destra la reazione ed assicurare una conversione completa.

[lucas tx]

Descrizione del processo [[Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]]

• Preparazione: deve essere posta particolare cura per monitorare la quantità di acqua e di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] nel biolipide di partenza. Se il livello di acidi grassi liberi o di umidità è troppo elevato possono verificarsi problemi con la produzione di sapone ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]) e la separazione della glicerina al termine del processo.

• Il catalizzatore viene sciolto nell'alcol usando un agitatore o un frullatore normali.

• La miscela alcol/catalizzatore viene quindi caricata in un contenitore chiuso nel quale viene aggiunto il biolipide (oli o grassi vegetali o animali). Da qui in poi, il sistema è totalmente chiuso per evitare perdite di alcol per evaporazione.

• La miscela viene tenuta appena sopra il punto di ebollizione dell'alcol, per velocizzare la reazione, anche se in alcuni sistemi viene invece raccomandato di eseguire la trasformazione a temperatura ambiente. Il tempo di reazione consigliato varia tra 1 e 8 ore. L'alcol in eccesso viene normalmente usato per assicurare la conversione completa del grasso od olio nei suoi esteri.

• La frazione di [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!] è molto più densa della frazione di biodiesel, e possono essere quindi separate per gravità, lasciando sedimentare la glicerina alla base del contenitore. In altri casi si può utilizzare una centrifuga per separare i due materiali più rapidamente.

• Una volta che le fasi di glicerina e biodiesel sono state separate, l'alcol in eccesso in ciascuna fase viene rimosso tramite distillazione o [Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]. In altri sistemi l'alcol viene rimosso e la miscela neutralizzata prima di separare la glicerina dagli esteri.

• La glicerina separata, come prodotto secondario, contiene ancora saponi e catalizzatori inutilizzati che possono essere neutralizzati con un acido ed immagazzinati come glicerina grezza (acqua ed alcol sono rimossi più tardi, principalmente tramite evaporazione, per produrre una glicerina pura all'80-88%).

• Una volta separato dalla glicerina, il biodiesel viene talvolta depurato "lavandolo" in acqua ([Solo gli utenti registrati possono visualizzare i links - Clicca qui per registrarti!]) per rimuovere catalizzatori o saponi residui, quindi asciugato e immagazzinato.

[lucas tx]

ciao !! vedi se ti puo essere utile questo.
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a presto!