Work Packages

Il progetto si sviluppa su un orizzonte temporale di 36 mesi, secondo le 6 articolazioni strutturali (WP) dettagliate di seguito.

– WP1 – Coordinamento
La fase di coordinamento verrà realizzata mediante il recupero, la sintesi e la condivisione delle informazioni e dei risultati delle unità operative coinvolte nel progetto di ricerca, oltre che con la predisposizione e la gestione del sito web di progetto, l’organizzazione di incontri periodici tra i soggetti partner e la predisposizione della documentazione utile per la rendicontazione. Il WP1 ricoprirà tutta la durata del progetto e consisterà anche nella strutturazione e condivisione tempestiva del materiale e nella redazione della documentazione per i resoconti intermedi (report semestrali) e per quello finale, oltre che nell’organizzazione di seminari/workshop.
Unità operativa responsabile: DIMCM
Unità operative coinvolte: DIMCM, NFS-Agraria

– WP2 – Composizione dei quadri conoscitivi per la pianificazione della gestione forestale sostenibile (con particolare riguardo alla filiera legno-energia)
La prima parte del presente WP sarà dedicata alla ricognizione dello stato di avanzamento della pianificazione forestale e della diffusione degli impianti di cogenerazione a biomasse in Sardegna. Sarà effettuata una disamina dei distretti individuati dal PFAR al fine di operare un
primo inquadramento delle superfici di interesse. Le informazioni ottenute saranno quindi incrociate con i dati dell’Inventario Nazionale Forestale e dei serbatoi di Carbonio (INFC) per caratterizzare le tipologie individuate in termini potenziali per l’utilizzo a fini energetici.
A questo punto sarà possibile procedere con l’individuazione del territorio di riferimento per la ricerca da svolgere.
La seconda parte del WP2 sarà dedicata all’attivazione, a livello sperimentale, del processo partecipativo che si articolerà nei seguenti punti:
I. individuazione dei “portatori di interessi” nella pianificazione forestale: il quadro delle richieste e delle possibilità che emergono dal territorio sarà configurato attraverso il confronto con “gruppi di interesse”, rappresentati da un campione di soggetti influenti nei confronti della presente proposta;
II. ricognizione delle caratteristiche del territorio: l’analisi dei caratteri ambientali (stazionali e della vegetazione) rappresenta lo strato informativo necessario per definire le possibili opzioni selvicolturali;
III. delineazione e rilievo di aree dimostrative delle opzioni selvicolturali di maggiore interesse per gli “stakeholders” e per la filiera legno-energia.
Il WP2 prevede una disamina quantitativa e qualitativa delle fitomasse che le diverse opzioni selvicolturali (ceduo, rinaturalizzazione impianti artificiali, selvicoltura preventiva antincendio boschivo) possono destinare alla filiera legno-energia e di quelle ricavabili dai prodotti di scarto
tipici dei processi della gestione agro-forestale. Alla fine di questo WP sarà possibile quantificare, in particolare tramite le analisi che si potranno sviluppare a partire dal rilievo integrale (3D) da effettuare nelle aree dimostrative, il combustibile potenzialmente disponibile
in relazione ai diversi scenari che i “portatori di interessi” configureranno.
Le attività del WP2 avranno inizio con l’avvio del progetto.
Durata: 12 mesi
Unità operativa responsabile: NFS-Agraria
Unità operative coinvolte: NFS-Agraria

– WP3 – Caratterizzazione termica, fisica e chimica delle fitomasse
Tale fase consisterà nel prelievo di campioni per l’esecuzione di test di laboratorio sui vari tipi di fitomassa individuati, finalizzati all’ottenimento di dati di tipo termico e chimico-fisico.
La maggior parte delle prove verranno eseguite presso i Laboratori del DIMCM, alcune altre presso le strutture di Sardegna Ricerche – Cluster Energie Rinnovabili – Laboratorio Biomasse, che sarà coinvolto nel progetto mediante l’attribuzione di una consulenza esterna, considerate le notevoli esperienze e competenze maturate dalla struttura in tali ambiti. La prove di laboratorio consisteranno in analisi chimiche e misure fisiche volte a caratterizzare i diversi campioni dal punto di vista della loro composizione elementare (in termini di specie atomiche costituenti le strutture molecolari, quali: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo, etc), dell’umidità e del loro contenuto energetico (in termini di potere calorifico inferiore) sia “tal quale” che, previo essiccamento in condizioni controllate, con contenuti di umidità
standardizzati.
Mediante l’utilizzo degli apparati sperimentali che saranno messi a disposizione da Sardegna Ricerche, inoltre, le biomasse saranno sottoposte a pirolisi (di tipo veloce) e si provvederà a caratterizzare i prodotti (gassosi e liquidi) in termini di composizione e di potere calorifico inferiore, valutando così anche la resa complessiva del processo.
Le informazioni sperimentali, in tal modo ricavate e opportunamente interpretate, consentiranno di valutare le condizioni ottimali di utilizzabilità delle diverse tipologie di fitomassa e di effettuare studi specifici volti ad individuare le tecnologie cogenerative, tra
quelle attualmente disponibili, che meglio si adattino al singolo caso o, se possibile, a più tipologie insieme.
Il WP3 prenderà avvio in parte durante il WP2 e continuerà anche dopo, a conclusione di quest’ultimo; sarà condotto via via che verranno raccolti i campioni di fitomassa.
Durata: 18 mesi
Unità operativa responsabile: DIMCM
Unità operative coinvolte: DIMCM, NFS-Agraria

– WP4 – Individuazione delle tecnologie cogenerative ottimali
In questa fase ci si pone l’obiettivo di individuare le tecnologie cogenerative ottimali alimentate con le biomasse agroforestali caratterizzate nelle fasi precedenti. La scelta della tecnologia ottimale dev’essere accompagnata da uno studio accurato della composizione dei materiali di alimentazione dell’impianto. Alcune tipologie di impianto a biomassa hanno una maggiore flessibilità di funzionamento rispetto ad altre, sia in termini di funzionamento a carico ridotto che in termini di composizione della biomassa in ingresso. E’ di fondamentale importanza valutare la richiesta energetica sia elettrica che termica delle utenze, per poter dimensionare adeguatamente l’impianto.
I. Studio dello stato dell’arte degli impianti di cogenerazione: ricerche bibliografiche, analisi di casi studio e di dati su impianti pilota, ricerche su brevetti, per poi effettuare ricerche di mercato riguardanti i principali produttori di sistemi cogenerativi alimentati da fitomasse.
II. Applicazione di tecniche di analisi comparativa per mettere a confronto le varie soluzioni,utilizzando i più diffusi metodi di analisi multiattributo/multiobiettivo. Lo studio metterà in relazione:
– i quantitativi e le differenti tipologie di biomassa forestale disponibili e le rispettive
caratteristiche termiche, fisiche e chimiche
– le differenti pezzature
– la domanda di energia termica ed elettrica delle utenze
– le soluzioni tecnologiche disponibili per quanto riguarda gli impianti di cogenerazione
– gli aspetti ambientali ed economici
al fine di determinare, per il set di variabili considerate, le tecnologie cogenerative più idonee.
I risultati verranno utilizzati, congiuntamente a quelli delle prove di laboratorio (WP3), per valutare la riduzione delle emissioni di gas serra in rapporto alle emissioni date dalla combustione di combustibili fossili per la produzione dell’equivalente energia termica ed
elettrica, considerando l’intero ciclo di vita di un impianto. Infatti, quando si parla di fitomasse, si considera che la CO2 emessa durante il processo di produzione dell’energia sia pari a quella immagazzinata dalle piante durante la vita, ma è necessario considerare che occorre costruire gli impianti, le reti energetiche ad essi associate, trasportare la biomassa dai luoghi di produzione a quelli di utilizzazione, smantellare gli impianti a fine vita, trattare gli eventuali rifiuti e parti usurate. Questi processi comportano consumi di energia e combustibili fossili (energy content of delivered fuel) ed emissioni di gas climateranti non trascurabili.
Il WP4 partirà a WP3 avanzato e procederà anche a termine dello stesso, per un totale di 12
mesi.
Unità operativa responsabile: DIMCM
Unità operative coinvolte: DIMCM

– WP5 – Identificazione di siti potenzialmente idonei nel territorio regionale all’installazione delle tecnologie impiantistiche selezionate
Questo WP sarà, nella prima parte, dedicato all’impostazione, a carattere sperimentale, della fase decisionale della pianificazione forestale e sarà articolato come segue:
I. composizione partecipativa delle richieste e delle possibilità (pesatura indicatori per la valutazione delle azioni proposte) che il territorio ha evidenziato;
II. implementazione delle decisioni in relazione al quadro di richieste e possibilità emerse nel punto precedente;
III. pianificazione antincendio boschivo (AIB);
IV. definizione delle superfici interessate da moduli con ricadute sulla filiera legno-energia (interventi su conifere, ceduazioni, selvicoltura preventiva, …);
V. valutazione delle opzioni tecniche e delle soluzioni logistiche proponibili per la realizzazione della filiera legno-energia, dall’abbattimento al recapito del materiale presso il cogeneratore. Saranno a tal fine analizzati tutti i possibili aspetti connessi alla viabilità, ai metodi di taglio ed esbosco e alle attività di concentramento e trasporto;
VI. esecuzione, simulando un’operatività realistica media, degli interventi selvicolturali individuati come ottimali nelle aree dimostrative incluse nella pianificazione; rilievo delle produzioni, dei tempi e dei costi coinvolti nell’operazione, oltre che degli impatti ecologici e
delle implicazioni socio-culturali connesse (sicurezza, conoscenza tradizionale locale, …)
La seconda parte del WP5 consisterà in uno studio volto alla scelta di siti potenzialmente idonei alla realizzazione di uno o più impianti di cogenerazione, calibrando tipologia e dimensionamento in interazione con il territorio interessato. Questa indagine sarà relazionata
alla disponibilità di combustibile, alla sua distribuzione spaziale, alla presenza di potenziali strutture energivore ed alle loro caratteristiche di richiesta termica ed elettrica, alla distanza delle stesse dai luoghi di raccolta delle fitomasse. Lo studio sarà condotto applicando metodi
spaziali di supporto alle decisioni.
Il WP5 durerà 24 mesi e sarà strutturato in due parti parzialmente sovrapposte (20 mesi la prima parte e 10 mesi la seconda) ed avrà inizio con il completamento del WP2.
Unità operativa responsabile: DIMCM
Unità operative coinvolte: DIMCM, NFS-Agraria

– WP6 – Disseminazione dei risultati
I risultati ottenuti dal progetto proposto saranno diffusi in ambito scientifico attraverso diverse modalità:
1. Realizzazione di eventi quali: seminari e/o workshop a livello regionale, nazionale o internazionale, per lo scambio di informazioni e apprendimento, ai quali saranno invitati a partecipare gli stakeholders.
2. Redazione e pubblicazione di report a cadenza semestrale sull’avanzamento dei lavori e sui risultati della ricerca.
3. Predisposizione e aggiornamento di un apposito sito web, per la divulgazione dei contenuti progettuali, delle news e la pubblicazione dei report.
4. Presentazione di articoli all’interno di conferenze a livello nazionale/internazionale che, a loro volta, potranno essere trasformati in articoli su riviste scientifiche internazionali.
Grazie a queste attività si potranno sviluppare nuovi temi di ricerca nell’ambito della valorizzazione delle fitomasse e della produzione energetica da fonti rinnovabili, anche utilizzando opportuni canali per l’ottenimento di finanziamenti (UK Research Councils, EU FP7,
etc.), dopo il completamento del progetto proposto e a supporto della continuità dello stesso, aumentando il coinvolgimento di nuovi ricercatori.
Unità operative responsabili: DIMCM, NFS-Agraria
Unità operative coinvolte: DIMCM, NFS-Agraria