Borsa di Dottorato - Università degli studi Roma Tre

Per ulteriori informazioni e scaricare il bando con i relativi allegati, si rimanda al sito:

Di seguito una breve descrizione della tematica e degli obiettivi della borsa di studio citata:

"CARATTERIZZAZIONE E IMPIEGHI DEL BIOCHAR PER LA MITIGAZIONE DEGLI EFFETI DEL CAMBIAMENTO CLIMATICO"     

Parole chiave: BIOCHAR, CAMBIAMENTO CLIMATICO, SOSTENIBILITA' AMBIENTALE 

Problema scientifico
L'inasprirsi degli effetti dei cambiamenti climatici e la recente crisi energetica che sta rallentando la transizione energetica verso la riduzione nell'utilizzo di idrocarburi, stanno spingendo la ricerca scientifica di base ed applicata ad accelerare la comprensione di processi naturali e antropici e lo sviluppo (o l'adeguamento) di tecnologie per la mitigazione a varia scala di alcuni degli effetti più aggressivi derivanti dall'uso eccessivo di combustibili fossili. Tra questi primi tra tutti, l'effetto serra indotto principalmente dall'incremento della CO2 di origine antropica e i processi di impoverimento della risorsa suolo.  
In tale contesto, l'utilizzo del biochar può contribuire alla limitazione della produzione di CO2 e a ridurre le emissioni di gas serra. Infatti, durante il processo di produzione del biochar (pirolisi e/o gassificazione di biomassa vegetale) una quota significativa di carbonio di origine vegetale viene "intrappolata" nel biochar (carbonificazione). Per tale motivo la produzione e l'applicazione al suolo di biochar può essere considerata una strategia di mitigazione del cambiamento climatico. 
Oltre all'aspetto di puro stoccaggio nel suolo di CO2, l'applicazione del biochar alle colture agricole e in zootecnia contribuisce alla riduzione delle emissioni dei gas serra, come ad esempio il protossido di azoto in primis (N2O), gas serra con un potenziale di riscaldamento globale molto superiore a quello della CO2 e al miglioramento della qualità del suolo. 
La potenzialità del sistema biochar dipende fortemente dalle sue caratteristiche, influenzate dalla biomassa vegetale di partenza, dal processo di produzione (pirolisi), dalle condizioni pedo-climatiche di utilizzo. Sebbene le potenzialità dell'uso di questo materiale siano altissime, la loro caratterizzazione analitica e la comprensione del suo potere di mitigazione di diversi effetti del riscaldamento globale necessitano ancora di molta ricerca soprattutto per quanto riguarda la filiera di caratterizzazione quantitativa e dell'efficacia misurabile di questo sistema. 

Obiettivo, tasks, metodi, collaborazioni
L'obiettivo principale deI progetto consiste pertanto nella creazione di un modello sperimentale di riferimento per la caratterizzazione analitica, la produzione e la misura dell'efficacia dell'uso del biochar. 
Il progetto si articolerà nei seguenti task:  
CARATTERIZZAZIONE DI BICHAR DI USO COMMERCIALE PROVENIENTI DA DIVERSE FILIERE PRODUTTIVE E DIVERSI PAESI DI PRODUZIONE. Questo task ha l'obiettivo di creare un database di riferimento relativo alle principali caratteristiche fisico-chimiche mediante l'utilizzo di spettroscopia Raman, analisi SEM, analisi ottiche sl, analisi mineralogiche. 
PRODUZIONE ARTIFICIALE DI BIOCHAR A PARTIRE DA FEEDSTOCK MISTI O MONOMATERIALI, attraverso l'applicazione della tecnica della pirolisi al fine della creazione e successiva caratterizzazione (come descritto nel task 1) di differenti set di biochar in termini di:  

• composizione iniziale della biomassa e materiale residuo psot-pirolisi; 
• maturità termica e permeabilità secondaria indotta dal processo di pirolisi; 
• performance in termini di adsorbimento di fluidi o solidi dannosi per la qualità del suolo e per le emissioni di CO2.

3. ANALISI DI CASE HISTORY REALI O CREAZIONE DI CASI STUDIO IN SCALA IN CUI MONITORARE E QUANTIFICARE L'EFFICACIA DEL SISTEMA BIOCHAR.  Tale aspetto sperimentale verrà progettato in sinergia con esperti agronomi e chimici che fanno riferimento a importanti istituzioni,  interessate al tema. 

 
Obiettivi formativi e profilo del candidato 
Il progetto è adatto per uno studente con robuste basi di geologia e geochimica e una conoscenza/competenza di base di varie tecniche analitiche per la caratterizzazione dei materiali geologici, tra cui la sostanza organica nei sedimenti. Una formazione specifica su tecniche e metodi di indagine verrà svolta nel corso del dottorato presso varie istituzioni o aziende, offrendo la possibilità di acquisire, in particolare, una buona conoscenza e capacità nella realizzazione di un workflow solido per la caratterizzazione del biochar. Il training verrà svolto presso Roma Tre, aziende di settore, istituzioni di ricerca e università all'estero che collaboreranno al progetto e comprenderà anche corsi di alta formazione sui temi del climate change e della sostenibiltà ambientale.  

Cordiali saluti,

La Segreteria