Dietro il termine un po' ricercato di metanogenesi si nasconde in realtà un processo sempre osservato.
  Ciascuno di noi è a conoscenza del fatto che un’erba tagliata e abbandonata al fondo del nostro giardino è destinata a decomporsi, sotto l’azione di microrganismi, in un residuo solido chiamato compost.
Questo processo biologico (compostaggio) si realizza in presenza di aria (aerobiosi) e porta ad una produzione di anidride carbonica (CO₂) e di vapor d’acqua. Vi è anche una liberazione di energia sotto forma di calore che provoca un innalzamento della temperatura principalmente all’inizio del compostaggio.

Se questa medesima erba fosse ingurgitata da un bovino, essa subirebbe anche un processo di degradazione biologica ma che avrebbe luogo questa volta in assenza di aria (anaerobiosi) nel rumine dell’animale. Questa assenza di aria porterà, grazie alla popolazione microbica del ruminante, alla produzione di un biogas (miscela di metano e di CO₂, principalmente). Una vacca di 600 kg può produrre 1m³ di biogas al giorno.
Nella digestione anaerobica, il contenuto energetico della materia organica non viene liberato sotto forma di calore ma si concentra nel metano prodotto.
Questa produzione biologica di metano (CH₄) viene chiamato metanogenesi.

La biometanizzazione è una biotecnologia (tecnologia del vivente) che si ispira ai processi naturali, tipo quelli descritti sopra, e che ha lo scopo di ottimizzare lo sviluppo di microrganismi responsabili della metanogenesi attraverso il controllo tecnico dei vari fattori (temperatura, PH, valore nutritivo delle sostanze fermentescibili).
In linea generale questa tecnica può essere definita come un processo biologico controllato di conversione e di valorizzazione dei substrati organici in un prodotto stabilizzato, igienico e simile a terriccio da una parte, e in una miscela gassosa avente un potenziale energetico, il biogas, dall’altra.
La biometanizzazione, in quanto processo di trattamento dei residui urbani (fanghi di depurazione o rifiuti casalinghi) e (agro)industriali , benché sia una tecnologia recente, non è più ai suoi primi passi.

 Solo le materie organiche biodegradabili (rifiuti di cucina, rifiuti di giardino e carte assorbenti) possono essere biometanizzate; questi materiali sono detti fermentescibili.
Per il trattamento dei rifiuti proveniente dalle abitazioni, la frazione fermentescibile deve essere separata dal resto sia tramite un processo di selezione post-raccolta, sia alla fonte (raccolte selettive).

Questa materia organica subirà un trattamento (triturazione, setacciatura, diluizione...) preliminare alla sua immissione in un digestore (fermentatore anaerobiotico).La temperatura influenza molto l’attività e il tipo di microrganismi che si nutrono dei substrati e dunque la velocità della loro degradazione. Si possono differenziare tre tipi di condizioni di digestione in funzione dei divari di temperatura: 

* psicrofila, da 10 a 25°C, condizioni di temperatura riscontrata nelle paludi e nelle discariche con una produzione lenta di gas.

* mesofila, da 30 a 40°C, condizioni spesso utilizzate per la biometanizzazione di effluenti di allevamento, di residui agro-industriali e di rifiuti organici casalinghi.

* termofila, da 50 a 65°C, condizioni sviluppate in certi procedimenti di degradazione dei rifiuti casalinghi.

I due ultimi di digestione (mesofila e termofila) hanno bisogno di un apporto di  calore, donde l'importanza di un buon isolmento termico dei digestori.

 La materia organica costituita dall’assemblaggio di complessi di polimeri, subirà, in condizioni di aerobiosi, un degradamento ad opera di diversi gruppi di microrganismi che lavorano in simbiosi. Certi procedimenti separano questi due processi (idrolisi e fermentazione) in digestori distinti al fine di ottimizzarne le prestazioni. A livello del digestore, le sostanze fermentescibili saranno degradate dai microrganismi in un periodo che va dalle due alle cinque settimane. L’omogeinizzazione della materia si fa mediante iniezioni di biogas, per ricircolazione del digestat (frazione solida) o ancora mediante agitazione meccanica.

In seguito a questa digestione anaerobica, vengono ottenuti da questo trattamento di rifiuti organici tre sottoprodotti: 

* una frazione solida (digestat) che fornirà, dopo essiccamento e maturazione aerobiotica, un compost di qualità simile a quello uscito da un compostaggio classico.

* una frazione liquida proveniente dalla pressatura del digestat.

* il biogas, composto per il 99% di metano (>50%) e di anidride carbonica (CO₂), che può servire a produrre:
calore
elettricità
forza meccanica
 gas naturale dopo eliminazione di CO₂.

 Da un punto di vista energetico, 2m³ di biogas sono equivalenti a più di un litro di gasolio.
 L’utilizzazione del biogas sul sito di biometanizzazione costituisce in generale un uso redditizio di questa fonte di energia.
 Una valorizzazione di questi sottoprodotti contribuirà alla minimizzazione dei costi di trattamento.

La biometanizzazione non è certo il rimedio miracoloso per il trattamento di tutti i rifiuti e deve dunque essere considerata come:
- una tecnica di stabilizzazione (ottenimento rapido di un composto maturo che non fermenterà più);
- una tecnica di trattamento: 

Þ riduzione della massa;

Þdiminuzione degli odori;

Þ igienizzazione (distruzione di fattori interni, germi patogeni, parassiti ed altro materiale indesiderabile

- un’alternativa alla messa in discarica e ai suoi inconvenienti (costi, instabilità di materie organiche nei centri di discarica controllata);
-  una tecnica biologica di riciclaggio della materia organica utilizzata sotto forma di compost per  ammendante e per fertilizzante dei suoli. Questo ritorno della materia organica nel ciclo naturale è in realtà una ecotecnologia.

Questa tecnologia presenta un interesse tutto particolare per il trattamento delle materie umide o anche liquide, poco interessanti in eliminazione termica o che pongono dei problemi per il compostaggio tradizionale.

Una prima esperienza in Vallonia

I 465.000 abitanti della regione Mons-Borinage e del centro di Hainaut vedranno quanto prima i loro rifiuti casalinghi seguire tutta un’altra filiera che la semplice messa in discarica che prevaleva fino ad oggi.

L’obiettivo è di valorizzare i rifiuti fermentescibili, dovuto prevalentemente alle indicazioni della direttiva europea che impone agli Stati la riduzione di volume dei rifiuti organici messi in discarica per il 2010.  L’obiettivo è rafforzato da un Decreto wallone che proibirà di mettere in discarica rifiuti organici dal 2005.

L’Intercomunale di trattamento dei rifiuti ITRADEC, che deriva dall’associazione di 23 comuni, completa la costruzione di un centro di trattamento dei rifiuti che comprende in particolare una unità di biometanizzazione di una capacità di 60.000 tonnellate di materia fermentescibile. Il procedimento di biometanizzazione preso in considerazione è quello Valorga.

 Questo investimento di 600 milioni di franchi, beneficia di un sussidio della regione wallone dell’85%. Questa filiera di gestione dei rifiuti è del tutto innovativa nella Regione Wallone. L’intercomunale TRADEC prevede due filiere di valorizzazione del composto che produrrà:

1. Un compost di tipo “qualità totale”, destinato all’agricoltura; questo compost risponderà alle norme in vigore più severe, in aprticoalre sul tenore in metalli pesanti. Sarà garantita la tracciabilità del prodotto.

Certo, per ottenere un prodotto di qualità irreprensibile, l’intercomunale conta molto sulla partecipazione degli abitanti della zona ITRADEC e sarà instaurata progressivamente una raccolta specifica dei rifiuti di cucina mettendo a disposizione della popolazioen dei sacchi biodegradabili fabbricati a base di amido. Questi sono aggiunti ai rifiuti verdi (tagli di prati e siepi...) di provenienza da parchi dotati di contenitori. Sulla base di questi materiali un digestore produrrà del compost di prima qualità (circa 10.000 tonnellate l’anno).

2. Un compost di seconda categoria, destinato ad applicazioni non agro-alimentari.

Questo compost proveniente dalla fermentazione dei rifiuti organici estratti dai sacchi classici dei bidoni sarà valorizzato dal canto suo in opere di rinverdimento e risanamento di aree industriali abbandonate, di discariche controllate e selvagge.

La valorizzazione del biogas prodotto si farà sotto forma di elettricità e di recupero di calore su motori adattati a questo tipo di combustibile. L’elettricità sarà in parte auto-consumata sul sito di esercizio e in parte rivenduta alla rete. E’ un buon modo di ridurre la fattura finale del trattamento dei rifiuti casalinghi.