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lunedì, 26 Febbraio 2024

@CREA Energia (ma anche biochar), con gli scarti di potatura  

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Le biomasse, quali gli scarti di potatura, possono essere impiegate per la produzione di energia rinnovabile e di biochar e sono uno strumento importante e necessario per soddisfare la domanda di energia a livello globale.  

Nell’ambito del Progetto ALPIMED INNOV è stata valutata e sperimentata dal CREA la potenzialità di utilizzare le biomasse derivanti dalle potature di scarto delle aziende agricole del settore ornamentale sia per riscaldare serre e magazzini sia per produrre biochar da impiegare come ammendante e come combustibile per produrre altra energia termica. 

Il progetto ALPIMED INNOV

Il progetto ALPIMED INNOV “Innovazione nelle Alpi del Mediterraneo” iniziato nel 2018 e terminato a ottobre del 2022, finanziato dall’Unione Europea tramite il programma INTERREG Alcotra di coesione tra Francia e Italia, aveva lo scopo di rafforzare l’innovazione nell’economia di montagna e favorire lo sviluppo del territorio transfrontaliero (Francia – Italia). Era coordinato dalla Camera di Commercio Industria Artigianato e Agricoltura di Cuneo e aveva altri sette partner tra cui la Camera di Commercio Riviere di Liguria di cui il CREA – Centro di ricerca Orticoltura e Florovivaismo sede di Sanremo, era soggetto attuatore per lo sviluppo delle tematiche relative all’efficientamento energetico e all’utilizzo delle risorse idriche.

Nell’ambito di Alpimed Innov, i residui della potatura sono stati indentificati come un prodotto di scarto rinnovabile da valorizzare e, per il loro utilizzo, sono stati “cippati” ovvero ridotti in scaglie grossolane di dimensioni uniformi (circa 0,5 di diametro e lunghi 2-3 cm). Il processo di gassificazione del cippato, derivante dagli scarti di potatura essiccati, ha dimostrato un’efficiente ed affidabile applicabilità anche nella produzione continuativa di energia termica (senza il rilascio di fumi) impiegabile, ad esempio, per il riscaldamento di magazzini, piccoli ambienti, essiccatoi o serre. 

La serra permette di proteggere fisicamente le colture dai fenomeni atmosferici naturali (pioggia, vento e neve) e dagli animali e di creare condizioni climatiche che consentono di ottenere produzioni fuori stagione e dalla resa maggiore. La coltura in serra implica un’efficienza superiore nell’uso dell’acqua rispetto a quella di pieno campo, sia per il microclima che si ottiene nella serra (maggiore umidità, minore radiazione solare e assenza di vento), sia per il possibile uso di sistemi di irrigazione più efficienti, come ad esempio l’irrigazione a goccia o la coltivazione idroponica. Inoltre, la serra consente un uso più razionale e limitato di fitofarmaci, disinfettanti e fertilizzanti.  

Nel settore delle serre vi è oggi una larga disponibilità di caldaie. Esse coprono un ampio range di potenza, da poche decine ad alcune centinaia di chilowatt e presentano un elevato sviluppo tecnologico, che con le moderne caldaie a fiamma inversa raggiunge il 90% di rendimento. La tecnologia dei generatori di calore a biomassa è in forte evoluzione su tutti gli aspetti della regolazione (accumuli, elettronica di controllo) e della riduzione della formazione di sostanze inquinanti e pericolose per la salute umana come il monossido di carbonio e gli ioni solfato, nitrato e ammonio.  

Sempre grazie ad ALPIMED INNOV, è stato selezionato un prototipo di gasogeno, ovvero un dispositivo in grado di produrre gas a partire da una biomassa solida, che non necessita di corrente elettrica per il suo funzionamento e può essere utilizzato per produrre energia termica per combustione della biomassa, in quanto, grazie alle alte temperature raggiunte, i fumi derivanti da combustione da cippato sono sicuri. Inoltre,  in aggiunta all’energia termica, il  gasogeno può anche fornire biochar: basta bloccare il processo di combustione quando le scintille iniziano ad uscire dalla sua base. 

Il biochar

Il biochar è un materiale carbonioso ottenuto per combustione incompleta di una biomassa, nel nostro caso le biomasse vegetali. Recentemente, è stato raccomandato come possibile risposta all’impoverimento del suolo, grazie alla sua capacità di migliorare la fertilità del terreno e le rese delle colture. L’idea di questo suo utilizzo nasce dall’osservazione degli incendi naturali, che hanno un ruolo chiave nel riciclaggio del carbonio dalla materia organica al suolo. 

Foto 1. Gasogeno in funzione

Può essere utilizzato come un ammendante del suolo (una sorta di fertilizzante naturale) e, una volta miscelato, ha diverse capacità: può aumentare la capacità di ritenzione idrica, migliorare la disponibilità di calcio (Ca), magnesio (Mg), zinco (Zn) e fosforo (P) del suolo e aumentare il rapporto C/N (Carbonio/Azoto) nel terreno. E’ anche recalcitrante alla degradazione microbica e consente il sequestro a lungo termine di carbonio nel suolo. Il carbonio prelevato dall’atmosfera e dalla biosfera può essere rilasciato nel substrato di coltivazione molto lentamente per tempi molto lunghi, anche secoli, migliorando la fertilità del suolo stesso. Oltre agli effetti benefici diretti del biochar sulla concentrazione dei nutrienti e sulla crescita delle piante, alcuni studi hanno dimostrato anche la creazione di condizioni ambientali sfavorevoli per i microrganismi patogeni e un impatto positivo sulle simbiosi radicali (micorrize e comunità batteriche associate all’apparato radicale), associazioni particolari che contribuiscono a migliorare la resistenza delle piante agli organismi patogeni e l’assorbimento di elementi nutritivi (in particolare fosfato) e acqua anche dalla profondità del suolo, dove le radici delle piante non sono in grado di arrivare.

Nell’ambito del progetto, quindi, sono stati utilizzati scarti di potatura derivanti da vari arbusti da siepe quali alloro, lentisco, ligustro e rosmarino per la produzione sia di energia sia di biochar, quest’ultimo da utilizzare anche come substrato di coltivazione additivo e sostituto della torba nella coltura in vaso o può essere incluso come componente nei substrati di coltivazione. 

Foto 2. Cippato

Il processo di combustione (o pirolisi) e i suoi parametri, come la temperatura finale, la pressione, la velocità di riscaldamento e la durata, influenzano notevolmente la qualità del biochar, nonché l’origine della materia prima da cui viene prodotto: infatti, a seconda dei diversi potenziali materiali (es. rifiuti organici urbani oppure ossa degli animali) da cui partire, il prodotto finale avrà differenti proprietà quali l’area superficiale, la presenza di micropori, la distribuzione delle dimensioni dei pori, la densità apparente, la capacità di fertilizzazione, la ritenzione idrica e la resistenza alla penetrazione.  

In Alpimed INNOV, inoltre,  è stato riscontrato che il biochar può essere ulteriormente utilizzato per la produzione di energia con capacità termiche maggiori rispetto al cippato di legno, sia utilizzato in purezza sia miscelato al cippato in parti uguali. 

Utilizzi ulteriori del processo di combustione delle biomasse vegetali possono essere quelli della cosiddetta concimazione carbonica delle serre. Infatti, rilasciando nella serra i gas prodotti (principalmente anidride carbonica e vapore acqueo), il gasogeno può essere utilizzato per la concimazione verde che consiste nell’aumentare la concentrazione di anidride carbonica (CO2) all’interno della serra. L’aumento di CO2 in serra aumenta l’efficienza del processo fotosintetico (il quale consuma CO2 e produce ossigeno) e questo fattore spesso comporta un aumento dello sviluppo delle piante, della loro produttività e una riduzione del ciclo colturale.

Andrea Copetta,
Ricercatore CREA Centro di Ricerca Orticoltura e Florovivaismo

Si occupa di moltiplicazione in vitro di piante floricole ed aromatiche, fiori commestibili e studia le simbiosi che le piante instaurano con i microrganismi al fine di rendere la coltivazione delle piante più sostenibile e di basso impatto ambientale

#lafrase: Per fare ricerca servono passione e pazienza, le stesse che servono per coltivare i fiori (cit. Andrea Copetta)

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