di Francesca Balestri

In seguito all’aumento della produzione zootecnica e al conseguente aumento di scarti, unitamente ad una maggiore sensibilità nei confronti della produzione di energia da fonti diversificate, sono stati messi a punto digestori anaerobi che permettono di produrre effluenti gassosi (principalmente metano) da liquami, utilizzando alcuni microrganismi in grado di metabolizzare i composti organici.

Il metano trovato in sedimenti marini poco profondi, include: CO₂ (anidride carbonica), H₂S (idrogeno solforato) e C₂H₂ (acetilene). La sua origine può essere sia biogenica, sia abiogenica. Biologi e geologi danno differenti definizioni dei due termini:

per i geologi è biogenico un gas derivante da materiale organico alterato da alta temperatura, abiogenico un gas derivato da sostanze inorganiche. Per i biologi, invece, un gas biogenico è quello prodotto dall’intervento di entità viventi (batteri), mentre abiogenico è quello che si origina da un processo in cui non sono coinvolti organismi viventi.

Sintetizzando potremmo dire che il gas biogenico deriva da attività batterica avvenuta in sedimenti poco profondi, mentre il gas termogenico si crea tra sedimenti rocciosi ad grande profondità ed ad alte temperature, da sostanze inorganiche, senza l’intervento di batteri.

Altre fonti di metano, oltre a quella marina, sono quella vulcanica e quella proveniente da sorgenti idrotermali.

Tra i batteri produttori di metano troviamo gli archibatteri (un gruppo molto antico da un punto di vista tassonomico) che sintetizzano idrocarburi partendo da substrati contenti carbonio (come acetato, metanolo, metilammine e anidride carbonica). I batteri metanogeni (appartenenti al gruppo degli archibatteri) vivono in ambienti ricchi di sostanze organiche. A temperatura maggiore di 100° C, attraverso una reazione di ossido riduzione, sintetizzano ATP, mediante il trasporto di elettroni.

Le reazioni di riduzione che svolgono, possono essere così schematizzate:

Anche se l’energia che si libera dalla reazione è sette volte inferiore rispetto a quella prodotta da glicolisi, la produzione di metano può essere così elevata da sprigionare bolle di CO₄ sulla superficie. Queste aree sono denominate seepages e sono classificate in macro- e micro-seepages. I macro-seepages sono quelle in cui la fuoriuscita di fluidi è tale da essere visibile ad occhio nudo, mentre dai micro-seepages si liberano emanazioni di gas disciolte in acqua, non chiaramente distinguibili. La più ovvia evidenza di seepages è data da nuvolette di gas che si espandono nella colonna d’acqua, visibili per il loro luccichio che è prodotto dalla differente densità dei due liquidi. 

Altre aree del fondale marino caratterizzate da inusuali attività biologiche, che indicano la presenza di metano nel sottosuolo sono: pockmarks, mud diapirs e seabed domes.

I pockmarks sono depressioni del fondale causate dalla rimozione di sedimenti ad opera di emissioni di metano.

Una teoria sulla formazione dei seabed domes è che si formino da gas ascendente che prendano il posto dell’acqua nella parte superiore dei sedimenti, causando un incremento locale di volume (inflazione).

Una teoria sulla formazione dei mud diapirs è che si originino quando il gas penetra all’interno di materiali con comportamento plastico (materiale che sottoposto a una forte pressione si deforma irreversibilmente sotto la sua azione) che inizia a crescere attorno ai materiali circostanti. Il gas, infine, si espande e perfora il fondale, liberandosi in acqua.

Gli strumenti utilizzati per individuare queste anomalie del fondale marino sono l’echo-sounder, il side-scan-sonar, i pingers e i boomers e la risonanza sismica.

L’echo-sounder (risonanza magnetica, che sfrutta la riflessione delle onde magnetiche): dopo la correzione, tenendo presente gli effetti d’interferenza, è redatta una mappa del fondale marino. 

Il side-scan-sonar, attraverso l’emissione di onde a bassa frequenza, identifica e localizza le anomalie del terreno che possono essere significative per la localizzazione dell’impianto di trivellazione (dune di sabbia, tubature, relitti).

I pingers e i boomers analizzano la presenza di colonne di gas ascendenti presenti nel sottosuolo utilizzando alte frequenze (i pingers hanno una potenza di 7 KHz, i boomers sui 4000 Hz). Data l’alta frequenza utilizzata, i pingers possono penetrare solamente fondali soffici e fangosi, mentre i boomers sono in grado di penetrare anche le sabbie. Solitamente vengono utilizzati in acque non troppo profonde, e quando il fondale supera i 2000 m di profondità, sono spesso utilizzati come eco-sonar.

La mappatura del fondale marino è supportata anche da campionamenti, che completano i dati raccolti con gli altri sistemi.

Per ottenere la liquefazione del metano, si ricorre a tre stadi successivi di raffreddamento, utilizzando come liquidi refrigeranti idrocarburi sempre più volatili. Nel primo stadio il raffreddamento è effettuato con propano (che bolle a –37° C) il quale poi è inviato a un tubo compressore che, dopo averlo liquefatto, lo rinvia in ciclo. In questo stadio, dal gas naturale si separa per prima l’acqua, a 0° C, e poi via via si separano come condensati gli idrocarburi più pesanti. Il secondo stadio utilizza come mezzo refrigerante a –100° C l’etilene. Infine nel terzo si raggiungono i –161° C (temperatura di liquefazione del metano) utilizzando il metano stesso come refrigerante. Il gas liquefatto viene poi inviato in serbatoi frigoriferi, per mezzo di navi metaniere, ai centri di rigassificazione, dai quali il metano viene inviato attraverso metanodotto fino agli utenti.

Alla fine degli anni ’50, l’AGIP iniziò la ricerca di idrocarburi nell’offshore. Nello stesso periodo furono avviate le perforazioni al largo di Ravenna: il primo pozzo entrò in produzione nel 1964. Da allora le ricerche si spinsero sempre più verso la linea mediana con la ex-Jugoslavia, realizzando impianti mobili idonei alle varie profondità:

Il “Paguro” fu realizzato nel 1962 a 14 miglia al largo di Ravenna, e il suo gemello il “Perro negro” nel 1964. All’interno dello scafo erano poste le attrezzature di perforazione, sulla coperta la torre di perforazione, alta circa 40 m, che poteva arrivare fino a 4000 m di profondità, gli alloggi e i servizi per il personale, sulla sommità di una gamba l’eliporto. Questo tipo d’impianto poteva lavorare su di un fondale a 60 m di profondità.

Sul relitto si è formata un’oasi con caratteristiche completamente diverse da quelle dell’ambiente preesistente, caratterizzato da fondali piatti e fangosi. Un fatto accidentale ha portato alla formazione di una barriera artificiale di circa 200 m di diametro. Lo sviluppo di substrati duri rende possibile la fissazione di organismi sessili e la presenza di cavità e anfratti offre rifugio e protezione, nutrimento e luoghi adatti alla riproduzione a numerosissime specie. Nella zona più alta del relitto le strutture metalliche sono interamente ricoperte di organismi sessili, tra cui dominano i mitili e le ostriche. Sono, inoltre, presenti crostacei, echinodermi, asteroidi e pesci tipici di fondali rocciosi, difficilmente riscontrabili nell’Adriatico nord occidentale. 

Il Paguro è stato dichiarato “zona di tutela biologica” e si è trasformato in una meta per subacquei sportivi, per la ricchezza eccezionale di vita che ha trovato in quel reef artificiale il modo di svilupparsi. Per regolare le immersioni sul relitto e salvaguardare la zona è nata a Ravenna nel 1995 l’Associazione Paguro.