Ricerche BMP: l’atlante dei substrati

La prova in bianco contiene il solo inoculo, senza substrato, e consente di sottrarre il metano derivante dalla materia organica contenuta nell'inoculo, in modo che il risultato riguardi solo il materiale in esame.

L'inoculo, ad es. il digestato, produce di per sé biogas dai residui organici. La produzione delle bottiglie in bianco viene sottratta a quella delle bottiglie con substrato dopo la conversione in SV. Se l'inoculo è degasato in modo insufficiente, la prova in bianco dà un segnale elevato e il risultato ha un'incertezza maggiore. Per questo si impiega un inoculo preincubato (degasato) e le prove in bianco si eseguono in replicato.

Il BMP (biochemical methane potential) è la quantità massima di metano ottenibile da un'unità di substrato in un test di laboratorio anaerobico, espressa più spesso in NmL di CH₄ per grammo di solidi volatili (SV).

Il test consiste nell'incubare il campione con fango contenente microrganismi (inoculo) a temperatura controllata e nel misurare la produzione di metano fino all'esaurimento dell'incremento. Il risultato descrive il potenziale del materiale, non la resa di un impianto specifico. Serve a confrontare i substrati, a pianificare le ricette, a valutare la degradabilità e a verificare gli effetti del pretrattamento.

Ciascun metodo può essere affidabile, se è calibrato correttamente e tiene conto delle conversioni. Fondamentali sono evitare le perdite, controllare la temperatura e convertire correttamente il valore in gas secco in condizioni normali.

La massa fresca contiene quantità variabili di acqua e ceneri. I SV descrivono la materia che può effettivamente essere degradata, il che consente di confrontare substrati con diverso contenuto d'acqua.

Il controllo con cellulosa è una prova parallela con cellulosa microcristallina di potenziale noto, che conferma che l'inoculo è attivo e che il sistema di misura funziona correttamente.

Il potenziale teorico della cellulosa è di circa 415 NmL CH₄/g SV e, secondo gli attuali criteri di validazione (Hafner et al. 2020; Holliger et al. 2021), il risultato medio della cellulosa deve rientrare nell'intervallo 340–395 NmL CH₄/g SV, con una RSD non superiore al 6% — condizione di validità della serie. Un risultato troppo basso suggerisce un inoculo debole o inibito, perdite o un errore di misura, uno troppo alto errori nella conversione dei volumi o nel dosaggio. I risultati di una serie priva di un corretto controllo positivo vanno considerati con cautela.

Un tipico test BMP dura da una quindicina a qualche decina di giorni (spesso 3–6 settimane), ma il tempo effettivo dipende dal substrato e dal criterio di conclusione, non da un numero di giorni stabilito a priori.

Secondo le linee guida attuali (Hafner et al. 2020; Holliger et al. 2021) il test termina quando la produzione giornaliera di metano di una bottiglia, per 3 giorni consecutivi, è inferiore all'1,0% dell'incremento netto cumulato di metano dal substrato (dopo aver sottratto la media dei bianchi). I substrati facilmente degradabili (zuccheri, grassi) possono raggiungere il plateau più rapidamente, mentre i materiali lignocellulosici, le paglie o i fanghi più lentamente. Un'interruzione troppo precoce sottostima il risultato, una troppo tardiva allunga i costi. Indicare sempre la durata del test insieme al risultato.