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venerdì, 24 Marzo 2023

@CREA Energia con le foreste di olivo del Salento

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Le potature da colture arboree come l’olivo e la vite rientrano nella categoria delle biomasse legnose residuali e, sebbene rappresentino una grande risorsa potenziale dal punto di vista energetico, il loro sfruttamento è stato sempre limitato a causa dell’assenza di una filiera di economia circolare organizzata. Un esempio virtuoso in tal senso è FIUSIS, una realtà imprenditoriale conosciuta nell’ambito del progetto AGROinLOG, che ha avuto come partner il CREA. 

Un esempio vincente di economia circolare dai sottoprodotti di colture arboree 

Le potature derivanti dalle colture arboree come l’olivo e la vite rappresentano dei sotto-prodotti della coltivazione rientranti nella categoria delle biomasse legnose residuali. Fino ad un decennio fa, le potature erano considerate uno scarto da smaltire, trinciare o bruciare in campo con conseguenti impatti sull’ambiente, sugli aspetti fitosanitari e con un alto rischio di incendi. Eppure, la quantità di biomassa di potatura fresca prodotta ad ettaro dalle colture arboree può tranquillamente superare la tonnellata di sostanza fresca, fino a raggiungere nell’olivo quantitativi persino superiori alle 6 tonnellate. A livello Paese significherebbe circa 6 milioni di tonnellate all’anno di biomassa potenzialmente utilizzabile per fini energetici. Sebbene le potature rappresentino una grande risorsa potenziale, il loro sfruttamento è stato sempre limitato a causa dell’assenza di una filiera organizzata e per la mancanza di una chiara conoscenza di disponibilità nel tempo e nello spazio della biomassa. Da anni la filiera delle potature per energia viene analizzata e studiata e il prodotto ottenibile viene caratterizzato al fine di capire come sfruttare al meglio e sviluppare una filiera economica circolare e sostenibile.  

Diversi, infatti, sono stati i progetti di ricerca che hanno cercato di ottimizzare la filiera di approvvigionamento delle potature, valutando gli impatti ambientali, economici e sociali per definire sistemi più efficienti di raccolta e stoccaggio della biomassa, senza però riuscire in modo significativo a passare dalla teoria alla pratica. Questo scenario ha rappresentato lo “stato dell’arte” fino al 2017, quando, nell’ambito del progetto Europeo AGROinLOG (ID dell’accordo di sovvenzione: 727961) di cui il CREA era partner, si è avuta la possibilità di conoscere la FIUSIS, una realtà imprenditoriale salentina fondata nel 2010 che, dopo quattro anni di sacrifici e grandi perdite finanziarie, è riuscita a trovare la quadratura del cerchio del sistema “potatura-energia”, combinando alla perfezione tecnologia, logistica e contrattualistica con gli agricoltori locali. 

AGROinLOG

AGROinLOG (Demonstration of innovative Integrated biomass logistic centres for the agro-industry sector in Europe) 

Horizon 2020 research and innovation programme – Grant Agreement No 727961 
Durata: 42 mesi 
Finanziamento: 5.935.714,89 € 
Coordinatore: CIRCE Foundation  
Partners: Agriconsulting Europe S.A.
Agroindustrial Pascual Sanz S.L. 
Association “Ukrainian Agribusiness Club” 
Centre for Research and Technology Hellas – CERTH 
Cooperativas Agro-alimentarias de España 
Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria (CREA) 
Fundación Zaragoza Logistics Center – ZLC 
Instituto agrotikis kai synetairistikis oikonomias inaso-paseges 
Lantmännen 
Nutria S.A. 
RISE Processum AB 
RISE Research Institutes of Sweden AB 
StichtingWageningen Research(WFBR) 
University of Belgrade

L’obiettivo principale del progetto AGROinLOG è stato quello di dimostrare la fattibilità tecnica, ambientale ed economica di Centri Logistici Integrati per la Biomassa (IBLC) per prodotti alimentari e non alimentari, per implementare nuove linee di business nelle agroindustrie e per aprire nuovi mercati di bio-prodotti intermedi e servizi (energia, trasporto e produzione). Il CREA Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari (Responsabile WPs: Dr. Luigi Pari) nell’ambito del progetto ha studiato gli aspetti legati alla logistica della raccolta dei sottoprodotti delle filiere analizzate.  

Nascita dell’impianto e avvio della filiera 

Quando nel 2017 abbiamo incontrato Marcello Piccinni e il suo staff presso l’impianto di Calimera (LE), è stato interessante ascoltare la storia che lo aveva portato, dall’esperienza acquisita in nord Europa, legata all’utilizzo dei sottoprodotti dei boschi, ad investire nella sua terra, la Puglia. Piccinni ha spiegato un concetto apparentemente scontato quanto geniale allo stesso tempo, se espresso con le giuste parole: “Nel bacino del Mediterraneo” – diceva – ”le popolazioni di Grecia, Italia e Spagna, pur vivendo tra foreste di olivi, non sono mai riuscite ad implementare una filiera di raccolta del legno organizzata ed efficiente”. Da qui l’idea di sfruttare questa risorsa che, nel 2010, si è concretizzata in FIUSIS. La chiave sta proprio nel termine “foreste” di olivi che permettono, col solo legno di potatura, di alimentare l’impianto cogenerativo da 1 MWe della centrale (quantità di energia sufficiente per accendere quasi 2500 famiglie Italiane all’anno), creando un esempio funzionante di Economia Circolare. La ricerca della migliore localizzazione dell’impianto aveva identificato un bacino di 9 Comuni entro il raggio di 10 km da Calimera (LE) che, grazie alla presenza di circa 160.000 olivi, sarebbe stato sufficiente ad alimentare totalmente l’impianto con le sole potature prodotte. Con un investimento iniziale di circa otto milioni di euro completamente finanziato da privati, dopo quattro anni di studio necessari per la sua realizzazione e la definizione di tutti gli aspetti tecnologici del processo produttivo e della costruzione finanziaria, la vera sfida del progetto rimaneva la sicurezza dell’approvvigionamento delle potature presso le aziende olivicole. Il ritiro della biomassa avviene tramite compilazione di un apposito documento che autorizza FIUSIS ad accedere in campo e a ritirare il materiale. Attraverso una costante opera di convincimento degli agricoltori locali, basata su un rapporto di reciproca fiducia, le richieste di ritiro delle potature di olivo sono passate da 12 nel primo anno, alle oltre 1.200 attuali. Quindi, la ricerca del consenso delle comunità locali è stata determinate soprattutto nella fase di avvio della filiera. Ispirandosi al modello di alcuni impianti a biomasse visitati in Tirolo, Carinzia e Baviera, presenti in pieno centro cittadino e aperti alle visite del pubblico, l’impianto di Calimera è stato costruito senza barriere architettoniche che ostacolassero la vista dall’esterno, in una politica di totale trasparenza

Logistica della raccolta e stoccaggio 

La scelta iniziale di affidare a contoterzisti la raccolta delle potature è stata abbandonata dopo tre anni poiché troppo onerosa. Infatti, un importante cambiamento si è avuto nel momento in cui, nel 2014, FIUSIS ha fondato una seconda società che si è dotata delle macchine per la raccolta e il conferimento del prodotto in centrale. Questo accorgimento ha permesso di ottenere un bilancio positivo per la prima volta dopo anni di perdite. Da allora, gli agricoltori interessati a cedere le potature a titolo gratuito, presentano la richiesta direttamente all’impianto, compilando un apposito format contenente gli identificativi catastali, il numero di piante potate e la data di potatura. I dati raccolti sono archiviati nel database della FIUSIS per garantire la tracciabilità e per la successiva elaborazione e organizzazione delle fasi logistiche di raccolta e conferimento. In cambio della raccolta delle potature, gli agricoltori ottengono la pulizia dei campi ed evitano di ricorrere alla pratica della bruciatura, dannosa per l’ambiente, oltre che dispendiosa economicamente. Ad oggi, grazie alla nascita della filiera, si stima all’interno del bacino una riduzione del 70% di tale pratica.  

Per le aziende che hanno fino a 400 piante, la raccolta avviene con trincia-caricatrice Facma modello Comby, in grado di raccogliere 20-25 t al giorno di potature (FIUSIS dispone di tre unità). Queste macchine trainate pesano 2200 kg, hanno un sistema di trinciatura composto da 27 martelli che viene azionato dalla presa di potenza del trattore da 540 rpm e necessitano di un trattore di potenza non inferiore ai 56 kW (75 CV), anche se per l’olivo, potenze superiori sarebbero preferibili al fine di garantire la buona operatività della raccoglitrice (almeno 89 kW, 120 CV). La manutenzione ordinaria richiesta è minima e prevede l’ingrassaggio degli ingranaggi ogni 2 ore di lavoro per un consumo di olio inferiore al kilogrammo per giornata di lavoro (7 ore). Il consumo di carburante dipende in gran parte dal trattore e si aggira intorno ai 100-120 litri di gasolio al giorno. Il prodotto trinciato viene raccolto dalla macchina all’interno di un container di 5 m3 che può sollevarsi, tramite dei martinetti idraulici su sistema a pantografo, fino ad un’altezza di 2500 mm. Per le aziende con un numero maggiore di olivi, le potature sono accatastate a bordo campo e cippate con un trituratore fisso della ditta Caravaggi con una capacità produttiva 10 t al giorno. La cippatura in entrambi i casi avviene dopo una permanenza in campo del potato di 25-30 giorni per favorire l’essiccazione e la perdita di foglie. La finestra di raccolta va da gennaio a fine giugno in corrispondenza della potatura di produzione, praticata ogni tre anni con una resa di circa 10 t/ha, e da settembre a dicembre con la potatura leggera (sulle piante nell’anno di scarica). La raccolta invernale ha una produttività complessiva di 110 t al giorno con una umidità del 37-38%, mentre quella autunnale di 35-40 t al giorno con una umidità di 15-16%. I quantitativi complessivi sono sufficienti per alimentare con continuità l’impianto che ha un fabbisogno giornaliero di 24-28 tonnellate in relazione all’umidità del prodotto. Il materiale viene scaricato in piccoli cumuli presso ogni singolo campo dove è stato raccolto e stoccato temporaneamente fino al prelievo programmato in funzione delle necessità di alimentazione dell’impianto. In tal modo, la biomassa perde più velocemente l’umidità in campo, mentre all’impianto, il piazzale destinato allo stoccaggio e alla movimentazione della stessa ha dimensioni contenute.

La gestione della biomassa all’interno dell’impianto

La biomassa presente nell’impianto viene stoccata sotto tettoia ed ha una funzione “tampone” per l’alimentazione giornaliera. Da qui il cippato viene trasferito alla fossa di carico e convogliato alla caldaia mediante un sistema di rastrelli e nastri trasportatori, che permettono di superare i problemi di intasamento riscontrabili nei sistemi a coclea (sistema a spirale spesso utilizzato per la movimentazione della biomassa) in presenza di trinciati con granulometria irregolare. Al contrario, la pezzatura grossolana, incrementa la permeabilità dell’aria sia all’interno dei cumuli, velocizzando l’essiccazione naturale, sia sul letto di brace, ottimizzando la combustione primaria. L’impianto (caldaia e turbina ORC) è realizzato interamente con tecnologia italiana. Grazie all’innovativo sistema filtrante, anch’esso italiano, le emissioni di polveri sottili sono di appena 1 mg/Nm3, ben al di sotto dell’autorizzazione ad emettere (30 mg/Nm3). L’impianto costituisce un volano importante per lo sviluppo economico della zona. Complessivamente sono impiegati più di 30 addetti con contratto di lavoro a tempo indeterminato, tra tecnici dedicati al funzionamento dell’impianto e operai organizzati in tre squadre per la raccolta e una per il successivo conferimento della biomassa in centrale. Tutta l’energia elettrica prodotta viene consegnata ad Enel su una linea che alimenta direttamente la città di Calimera che può pregiarsi di essere la prima città nel Salento e una delle prime nell’Italia meridionale, ad essere alimentata da energia verde e rinnovabile.  

Recentemente, a fianco della centrale è stata realizzata una linea di produzione del pellet (ampliando il bacino di approvvigionamento delle potature) che utilizza il calore residuo dell’impianto a biomassa che in passato veniva dissipato. È anche allo studio una nuova linea di fertilizzanti basati sulle ceneri prodotte dall’impianto. 

Alessandro Suardi
Primo Ricercatore CREA Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari

La sua ricerca è principalmente focalizzata sull’ottimizzazione delle logistiche di raccolta e gestione delle colture industriali e dei residui agricoli, nonché sulla valutazione della sostenibilità ambientale delle filiere agro-industriali secondo la metodologia del Life Cycle Assessment (LCA).

#lafrase Se l’opportunità non bussa, costruisci una porta (Milton Berle)

Simone Bergonzoli 
Ricercatore CREA Centro Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari

Laureato in scienze agrarie e dottore di ricerca in meccanica agrarie. Aree di ricerca e di interesse: bioenergie, ecologia e apicoltura.

#lafrase È meraviglioso pensare che su un’area del genere tutta la massa di humus di superficie sia passata e ripasserà, ogni pochi anni, attraverso il corpo dei lombrichi. L’aratro è una delle invenzioni più antiche e utili dell’uomo; ma molto prima che esistesse, la terra era infatti regolarmente arata e continua ancora ad essere arata dai lombrichi. È dubbio che molti altri animali abbiano svolto un ruolo così importante nella storia del mondo come queste creature rozzamente organizzate (Charles Darwin)

Andrea Acampora
Ricercatore CREA Centro Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari

Laureato in Scienze Agrarie e dottore di ricerca in Genetica Agraria. Si occupa di meccanizzazione agroforestale e dell’analisi delle disponibilità e dei potenziali utilizzi delle biomasse agroforestali e la loro valorizzazione nell’ambito delle microfiliere energetiche. Analisi di sistemi e tecnologie innovative finalizzate al risparmio energetico nell’irrigazione attraverso sistemi di precisione. 

#lafrase Salvaguardate il vostro diritto di pensare, perché anche pensare male è meglio di non pensare affatto (Ipazia)

Vincenzo Alfano 
Ricercatore CREA Centro Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari

Partecipa a progetti di ricerca nazionali e internazionali sulla bioeconomia. Dottorato di Ricerca in “Engineering for Energy and Environment”. Si occupa del recupero e valorizzazione delle biomasse agricole residuali.

#lafrase In natura non esistono scarti, ma risorse da valorizzare

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