Biomassa: differenze tra le versioni
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La '''biomassa''' è l'insieme di organismi [[animalia|animali]] o [[vegetali]] presenti in una certa quantità in un dato ambiente come quello acquatico o terrestre.
In letteratura il concetto di biomassa viene spesso sviluppato e trattato in modo differente a seconda del contesto in cui è inserito. Le biomasse importanti in due diversi campi: quello [[ecologia|ecologico]] e quello delle [[energie rinnovabili]], dove rappresentano una [[Fonti di energia|fonte di energia]] di origine biotica.
== Sviluppo storico del concetto ==
Dal punto di vista storico, il concetto di biomassa è stato introdotto negli [[Anni 1920|anni venti]] del [[XX secolo]]. All'epoca, lo scienziato [[Vladimir Ivanovič Vernadskij]] (1863–1945) cercò di valutare quale fosse la massa di tutti gli esseri viventi.<ref>V. Vernadskij: ''The Biosphere''. New York 1998, p. 70. ISBN 0-387-98268-X</ref> Egli presentò le sue stime per la prima volta nel 1922 o 1923, quando tenne le sue conferenze di [[geochimica]] a [[Parigi]]<ref>V. I. Vernadskij: ''La Géochimie''. Paris 1924.</ref>. Un saggio per la conferenza è stato pubblicato nel 1924 in [[Lingua francese|francese]]. Dopo ulteriori considerazioni, Vernadsky ha fatto seguire un libriccino in [[lingua russa]].<ref>V. I. Vernadsky: ''биосфера'' [Biosfera]. Leningrad 1926.</ref>
Nelle sue riflessioni, Vernadskij non usò ancora il concetto di "biomassa": esso fu introdotto un anno più tardi. L'introduzione di tale parola avvenne grazie allo [[zoologo]] tedesco [[Reinhard Demoll]] (1882–1960).<ref>R. Demoll: ''Betrachtungen über Produktionsberechnungen.'' In: ''Archiv für Hydrobiologie.'' 18 (1927), p. 462.</ref> Il termine è stato ripreso nel 1931 dall'[[oceanografo]] [[Lev Aleksandrovich Zenkevich]] (1889–1970):
{{citazione|Con biomassa (Demoll) si indica la quantità di sostanza costituita da organismi viventi per unità di superficie o di volume.|Lev Aleksandrovich Zenkevich, ''Fish-food in the Barents Sea. (Introduction). Reports of the first Session of the State Oceanographical Institute'' (Mosca, 14-22 aprile 1931)<ref name=Bogorov>V. G. Bogorov: ''Seasonal Changes in Biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930.'' In: ''Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom (New Series).'' 19 (1934), p. 585–612 {{doi|10.1017/S0025315400046658}} [http://sabella.mba.ac.uk/830/01/Seasonal_changes_in_biomass_of_Calanus_finmarchicus_in_the_Plymouth_area_in_1930.pdf (pdf)] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120119095723/http://sabella.mba.ac.uk/830/01/Seasonal_changes_in_biomass_of_Calanus_finmarchicus_in_the_Plymouth_area_in_1930.pdf |data=19 gennaio 2012 }}</ref>}}
Zenkevich e prima di lui Demoll hanno definito biomassa quella massa che tutti gli organismi viventi di una particolare area possiedono insieme. Ecco la prima definizione del concetto di biomassa ecologica, che è ancora usato.
Zenkevich influenzò la prima pubblicazione scientifica in cui compare per prima volta nel titolo la parola biomassa. Questo studio è opera di un russo. Nel 1934 il [[biologo]] acquatico [[Veniamin Grigor'evič Bogorov]] (1904–1971) pubblica il suo studio ''Seasonal Changes in Biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930''.<ref name=Bogorov />
Bogorov si occupò della biomassa dei [[copepodi]] nelle acque di [[Plymouth]]. Egli individuò la biomassa di una data popolazione, vale a dire gli individui di una specie all'interno di una determinata area, che insieme formano una comunità riproduttiva. Dallo studio di Bogorov si evince che misurò la biomassa solo dopo che gli organismi catturati furono asciugati con [[cloruro di calcio]].<ref>V. G. Bogorov: ''Seasonal Changes in Biomass of Calanus finmarchicus in the Plymouth Area in 1930.'' In: ''Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom (New Series).'' 19 (1934), p. 589. {{doi|10.1017/S0025315400046658}} [http://sabella.mba.ac.uk/830/01/Seasonal_changes_in_biomass_of_Calanus_finmarchicus_in_the_Plymouth_area_in_1930.pdf (pdf)] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120119095723/http://sabella.mba.ac.uk/830/01/Seasonal_changes_in_biomass_of_Calanus_finmarchicus_in_the_Plymouth_area_in_1930.pdf |data=19 gennaio 2012 }}</ref> Misurò pertanto il loro peso secco. In tal modo Bogorov ha sviluppato una seconda definizione del concetto ecologico di biomassa,<ref>N. A. Campbell, J. B. Reece: ''Biologie.'' München 2006, ISBN 3-8273-7180-5, S. 1414, 1500.</ref> ovvero "massa a secco di tutti gli individui in una popolazione" (1934).
== Biomassa come fonte di energia ==
[[File:Straw-hay-briquettes.jpg|thumb|Biomasse di [[paglia]] e [[fieno]] usate come combustibile]]
La Direttiva Europea, ripresa da tutta la [[legislazione]] ad essa riferente, definisce la biomassa come "la frazione [[biodegradabilità|biodegradabile]] dei prodotti, [[rifiuti]] e residui di origine biologica provenienti dall'[[agricoltura]] (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla [[selvicoltura|silvicoltura]] e dalle industrie connesse, comprese la [[pesca (attività)|pesca]] e l'[[acquacoltura]], nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani".<ref>Definizione di cui all'Art.2 della [https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/ALL/?uri=CELEX:32009L0028 Direttiva 2009/28/CE]</ref>
Le biomasse e i [[combustibile|combustibili]] da esse derivati emettono nell'[[atmosfera]], durante la [[combustione]], una quantità di [[anidride carbonica]] più o meno corrispondente a quella che viene assorbita in precedenza dai vegetali durante il processo di crescita. L'anidride carbonica in atmosfera è il principale responsabile dell'[[effetto serra]] e quella accumulata nelle biomasse, anche se era già stata in atmosfera negli anni e nei decenni precedenti, al momento del taglio della biomassa era tutta assorbita in essa e quindi non concorreva più all'effetto serra. Con la combustione delle biomasse tutta l'anidride carbonica in esse accumulata viene istantaneamente reimmessa in atmosfera e questa immissione è particolarmente pronunciata nel caso delle ''biomasse forestali'', ossia nella combustione di alberi, magari d'alto fusto che hanno accumulato anidride carbonica per decine o centinaia d'anni, abbattuti appositamente per essere bruciati. Se tutti gli alberi abbattuti e bruciati verranno sostituiti da altri, essi nel corso dei decenni potranno riassorbire tutta l'anidride carbonica rilasciata nella combustione e ciò permette di dire ai fautori dell'uso energetico delle biomasse forestali che il loro impiego ai fini energetici non provoca il rilascio di nuova anidride carbonica.
Di contro le biomasse presentano i seguenti svantaggi:
* Per necessità economiche di funzionamento è una forma opposta a politiche di minimizzazione della produzione dei rifiuti;
* Sono richieste grandi aree a causa della bassa [[densità energetica]];
* Richiesta di utilizzo di [[fertilizzante|fertilizzanti]];
* Problemi di logistica per la fornitura della risorsa;
* Problemi di condizione ambientale/meteo;
* Produzione annua non costante.
== Classificazione ==
Le biomasse possono essere caratterizzate da 3 diversi criteri:
* il contenuto di acqua (biomassa fresca o secca)
* la sua origine (vegetale o animale)
* vitalità (presenza di organismi morti o vivi al suo interno)
A seconda della loro origine le biomasse si possono distinguere in:
* ''Fitomassa'': la biomassa proviene da piante
* ''Zoomassa'': la biomassa proviene da animali
* ''Biomassa microbica'': la biomassa proviene da microrganismi.<ref>U. Gisi: ''Bodenökologie.'' Stuttgart/ New York 1997, ISBN 3-13-747202-4 zitiert nach R. Skorupski: ''Bestimmung der mikrobiellen Biomasse mit Bodenatmungskurven''. Berlin 2003, S. 9 [http://www2.abfallbelastung.tu-berlin.de/_downloads_forschung/projektarbeit_skorupski.pdf pdf] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120201005013/http://www2.abfallbelastung.tu-berlin.de/_downloads_forschung/projektarbeit_skorupski.pdf|data=1º febbraio 2012}}</ref>
Infine, in base alla vitalità, si può distinguere una ''biomassa vivente'', costituita da organismi viventi, da una ''biomassa morta'' costituita da organismi morti.
=== Resa energetica delle biomasse vegetali ===
Le piante hanno la capacità di trasformare l'[[energia solare]] in [[energia chimica]]. Questo processo può avvenire mediante la seguente reazione di [[fotosintesi clorofilliana|fotosintesi]]:
* Acqua + anidride carbonica + luce → [[glucosio]] + ossigeno
L'efficienza energetica globale della formazione di [[carboidrati]] è rappresentata dal rapporto tra la biomassa ottenuta e l'energia solare disponibile, con quest'ultima che dipende anche dalla quantità di radiazione intercettata e dall'efficienza della fotosintesi. L'efficienza energetica della fotosintesi dipende dal percorso seguito a livello biochimico (si possono distinguere tra piante di tipo [[piante C3|C3]] e di tipo [[piante C4|C4]]).
=== Composizione delle biomasse ===
La biomassa è composta principalmente da organismi vivi o morti, e da una varietà di composti diversi. I composti quantitativamente più importanti dal punto di vista energetico possono essere raggruppati in tre classi:
* [[Carboidrati]]: rappresentano la maggior parte della biomassa e sono costituiti da carbonio, ossigeno e idrogeno. Essi possono essere [[monosaccaridi]] come il glucosio e il [[fruttosio]], [[disaccaridi]] come il [[saccarosio]], o [[polisaccaridi]] quali l'[[amido]] e la [[cellulosa]];
* [[Lipidi|Grassi]];
* [[Proteine]].
=== Produzione di biomassa a scopi energetici ===
{{Senza fonte|Le biomasse incidono sul 9% degli usi energetici primari nel mondo (55 milioni di [[joule|TJ]]/anno).}}
{{Senza fonte|I paesi in via di sviluppo ricavano il 38% del loro fabbisogno energetico dalle biomasse.}}
===Biocarburanti===
{{vedi anche|Biocarburante}}
Dalla [[fermentazione]] dei vegetali ricchi di zuccheri, come [[canna da zucchero]], [[barbabietola|barbabietole]] e [[mais]]
Dalle
Tramite opportuno procedimento è inoltre possibile trasformare le biomasse di qualsiasi natura in BTL ([[Biomass to liquid]]), un [[biodiesel]], ottenuto
Lo sfruttamento di nessuna di queste fonti può comunque prescindere da valutazioni sull'[[EROEI]] complessivo, ossia sul rapporto tra energia ottenuta ed energia impiegata nella produzione.
Ne esistono diversi: il bioetanolo, il biodiesel, il biometanolo, il biodimetiletere, gli idrocarburi sintetici, il bioidrogeno, gli olii vegetali.
Alcune conseguenze negative dal punto di vista socioambientale, legate alla produzione di biocarburanti, sono le seguenti:
* Utilizzo di terre coltivabili non per alimentare la popolazione ma per alimentare le macchine.
* Innalzamento del prezzo delle materie prime soprattutto nei paesi del Terzo Mondo. Fra i problemi quello di creare insicurezza alimentare.
* Se le tecniche di coltivazione sono monocolturali questo riduce la [[biodiversità]], aumenta l'[[erosione]] del suolo e il rischio di insetti e batteri che distruggano le coltivazioni.
===Short rotation forestry===
Un tipo particolare di biomassa è quella legnosa o erbacea coltivata attraverso colture dalla veloce crescita, come il [[Miscanthus Giganteus|miscanto]] e il [[pioppo]], per alimentare [[centrali a biomasse|centrali elettriche a biomasse]].
Fra le sperimentazioni in questo tipo di biomassa una risorsa molto promettente pare essere il miscanto. Secondo le stime dell''''Environmental Research Institute''' del Galles, se il miscanto venisse piantato sul 10% delle aree coltivabili europee potrebbe fornire fino al 9% dell'energia elettrica consumata dall'intero continente.<ref>Clifton-Brown, J.C.; Stampfl, P.F.; Jones, M.B. (2004). "Miscanthus biomass production for energy in Europe and its potential contribution to EU electricity supply". Global Change Biology. 10(4): 421–432. https://research.aber.ac.uk/en/publications/miscanthus-biomass-production-for-energy-in-europe-and-its-potent</ref>
In Italia le sperimentazioni sul miscanto vengono condotte dall'[[ENEA]] in [[Sicilia]].
===Biogas===
Oltre ai vegetali coltivati, anche i [[rifiuti]] vegetali e [[liquame|liquami]] di origine animale possono essere sottoposti a [[digestione anaerobica|digestione]] o [[fermentazione]] anaerobica (cioè in assenza di [[ossigeno]]). La biomassa viene chiusa in un ''digestore'' (ad esempio realizzato con la tecnologia [[UASB]]) nel quale si sviluppano microrganismi che con la fermentazione dei rifiuti formano il cosiddetto [[biogas]].
Dopo il trattamento depurativo, questo può essere usato come carburante, combustibile per il riscaldamento o il raffreddamento e per la produzione di [[energia elettrica]].
Anche dai rifiuti raccolti nelle [[città]] si può ricavare energia.
==Biomassa secca e legna ecologica==
{{F|ecologia|luglio 2014}}
Acquisisce sempre più importanza e ogni anno cresce la produzione di [[legno|legna]] ecologica e biomassa secca ottenute dallo sfruttamento razionale delle [[foresta|foreste]]. La biomassa secca e la legna ecologica per dirsi tali devono avere queste caratteristiche:
* abbattimento di piante già morte senza intaccare alberi vivi
* biomassa secca, foglie, rametti, scarti lavorazioni agricole, potature di parchi e giardini, metodo del ramo bello annuale
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* retribuzione 25 € per ogni ora di lavoro applicata
==Utilizzo delle biomasse
Dall'inizio del secolo l'utilizzo delle biomasse come combustibile per i riscaldamenti ha avuto un notevole incremento in Europa e in Cina, principalmente grazie al [[Pellet (combustibile)|pellet]]. Nel 2010 in Europa si stima che siano state consumate 10 milioni di tonnellate di pellet che nel 2020 queste raddoppieranno diventando più di 23. In Cina nello stesso arco di tempo si passerà da 1 milione di tonnellate a 10 milioni. Complessivamente a livello mondiale si passera da 15 milioni di tonnellate nel 2010 a 45 milioni di tonnellate nel 2020. In Italia il consumo è passato da un utilizzo inferiore alle 100.000 tonnellate nel 1999 a più di 3.000.000 di tonnellate nel 2015.<ref>
{{Cita web|url = http://www.progettofuoco.com/system/media/PF_2014/Approfondimenti/Il_mercato_del_Pellet_2013.pdf|titolo = Criticità e possibili soluzioni per il mercato italiano del pellet|accesso = 6 gennaio 2015|urlmorto = sì|urlarchivio = https://web.archive.org/web/20140410070511/http://www.progettofuoco.com/system/media/PF_2014/Approfondimenti/Il_mercato_del_Pellet_2013.pdf|dataarchivio = 10 aprile 2014}}
</ref>
==Dati sull'energia da rifiuti urbani nel mondo ==
<!-- DETAIL TABLE: Producción de energía a partir de biocombustibles sólidos y residuos renovables (por país) -->
{| class="wikitable sortable" style="text-align:right"
|+Produzione di energia da biocombustibili solidi e rifiuti rinnovabili (MW)
<ref>[https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2021/Apr/IRENA_RE_Capacity_Statistics_2021.pdf STATISTICHE SULLA CAPACITÀ RINNOVABILE 2021 pag. 41]</ref>
|-
!style="background-color:#cfb" |#
!style="background-color:#cfb"|Nazione
!style="background-color:#cfb" data-sort-type="number"|2020
|-
| 1 || align=left|{{CHN}} || 17784
|-
| 2 || align=left|{{BRA}} || 15228
|-
| 3 || align=left|{{IND}} || 10518
|-
| 4 || align=left|{{USA}} || 9916
|-
| 5 || align=left|{{GBR}} || 5393
|-
| 6 || align=left|{{SWE}} || 4402
|-
| 7 || align=left|{{THA}} || 3835
|-
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|-
| 9 || align=left|{{FIN}} || 2481
|-
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|-
| 11 || align=left|{{DNK}} || 1990
|-
| 12 || align=left|{{IDN}} || 1775
|-
| 13 || align=left|{{JPN}} || 1470
|-
| 14 || align=left|{{RUS}} || 1370
|-
| 15 || align=left|{{FRA}} || 1339
|-
| 16 || align=left|{{ITA}} || 1174
|-
| 17 || align=left|{{AUT}} || 1085
|-
| 18 || align=left|{{GTM}} || 1029
|-
| 19 || align=left|{{CUB}} || 951
|-
| 20 || align=left|{{ESP}} || 855
|-
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|-
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|-
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|-
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|-
| 29 || align=left|{{TUR}} || 533
|-
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|-
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|-
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|-
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|-
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|-
| 38 || align=left|{{COL}} || 316
|}
[[File:Stati per produzione di energia da rifiuti urbani.png|frame|centro|Fonte:http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aMW]]
[[File:Serie storiche di energia da rifiuti urbani.png|frame|centro|Fonte:http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aMW]]
== Note ==
<references/>
==Bibliografia==
*Frank Rosillo-Calle, ''Biomasse. Manuale per un uso sostenibile'', Franco Muzzio editore, ISBN 978-88-7413-160-0
* Gianni Comini, Giovanni Cortella, ''Energetica Generale'', SGE, ISBN 88-86281-15-3
==Voci correlate==
{{div col|dim=150px}}
* [[
* [[
* [[
* [[
* [[
* [[Pirolisi]]
* [[
* [[
* [[
* [[Emissioni zero]]
* [[Energie rinnovabili]]
* [[Pellet (combustibile)]]
* [[Teleriscaldamento]]
* [[Agroenergie]]
* [[Centrale a biomasse]]
{{div col end}}
== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=biomassa}}
==Collegamenti esterni==
*
*
*[https://web.archive.org/web/20090727043412/http://www.centrocisa.it/ImpiantiRealizzati/biomassaCastiglione.php Impianto a biomassa, per la produzione di calore] a [[cippato]] realizzato a [[Castiglione dei Pepoli]] abbinato ad una piccola rete di [[teleriscaldamento]]
*[https://web.archive.org/web/20090826225915/http://www.centrocisa.it/ImpiantiRealizzati/stirlingCasteldaiano.php Impianto di cogenerazione a biomassa legnosa] ([[cippato]]) con [[Motore Stirling]], [[Gassificatore]] e rete di [[teleriscaldamento]]
*{{cita web|url=https://www.youtube.com/user/ENEANEWS|titolo=Atlante delle biomasse}}
*{{cita web | 1 = http://www.populus.it | 2 = Unità di Ricerca per le Produzioni Legnose fuori Foresta | accesso = 21 maggio 2019 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20120829041830/http://www.populus.it/ | dataarchivio = 29 agosto 2012 | urlmorto = sì }}
*{{cita web |1=http://www.chim.unisi.it/basosi/didattica/ENERGIA%20DALLE%20BIOMASSE.pdf |2=Fonti rinnovabili di energia |urlmorto=sì |accesso=10 gennaio 2012 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121021014018/http://www.chim.unisi.it/basosi/didattica/ENERGIA%20DALLE%20BIOMASSE.pdf |dataarchivio=21 ottobre 2012 }}
*{{Treccani|biomassa}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|ecologia e ambiente|energia}}
[[Categoria:Energia da biomasse| ]]
[[Categoria:Combustibili biologici]]
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