Il ruolo delle bioenergie nella protezione del suolo

ripubblicazione di un articolo di Mario A. Rosato su Agronotizie


In data 24 febbraio 2021 si è tenuto, in formato webinar, il convegno “Caring for soil is caring for life”, nell’ambito della Missione europea per la salute del suolo e del cibo.
L’evento è stato organizzato dal ministero per l’Università e la ricerca, Apre, Agenzia per la promozione della ricerca europea, Resoil foundation e Santa Chiara Lab (Università di Siena). Hanno aperto i lavori la ministra per l’Università e la ricerca, Cristina Messa, ed il dottor Antonio Parenti, capo della Rappresentanza in Italia della Commissione europea.
La registrazione video è stata messa a disposizione del pubblico nel canale YouTube dell’Apre. Le presentazioni dei vari relatori si possono scaricare da questa pagina.

I problemi ambientali, economici e sociali della degradazione dei suoli agricoli, la cementificazione ed altri fenomeni indotti dall’attività umana, sono estremamente complessi ed esulano dall’argomento principale di questa colonna. Proponiamo ai nostri lettori un reportage al professore Giuseppe Corti, presidente della Sipe, Società italiana di pedologia, il quale ci ha gentilmente concesso un approfondimento della sua presentazione, focalizzato sulle potenzialità dell’agroenergia per il recupero dei suoli.

Per quale motivo la salute dei suoli europei desta preoccupazione?
“La preoccupazione è tanta e ormai denunciata da parecchi anni da parte delle società scientifiche che si occupano di suolo. La mia società (Sipe), ad esempio, nel 2013 ha presentato una proposta di legge per definire in maniera univoca il suolo e salvaguardarlo; la proposta ricevette un numero (il 1181) dopo alcuni anni, ma non è mai stata calendarizzata. Dopo ancora qualche anno, durante una riunione, un esponente di governo ci disse (testualmente): ‘La vostra proposta non troverà mai accoglienza per interessi cristallizzati avversi!’. Quindi, evidentemente, non siamo compatibili con gli interessi generali del Paese. E noi invece pensavamo di operare per il bene del Paese, perché il suolo è la base di una sana e vivace politica economica e sociale senza la quale difficilmente potremo sperare in un futuro più radioso del passato.

Comunque, le minacce più urgenti a cui va incontro il suolo in tutta Europa sono dieci:

Riduzione della sostanza organica. Il problema dei problemi. In cinquanta-settanta anni di agricoltura intensiva non armonizzata con le condizioni pedo-climatiche ha prodotto l’eliminazione anche del 3% (assoluto) di sostanza organica dai suoli agrari. Abbiamo suoli con meno dell’1% di sostanza organica, la cui gestione si fa sempre più difficile. (1)
Erosione. Insostenibile! In molte aree del Paese l’erosione porta via anche 1 centimetro di suolo all’anno, in qualche caso anche 2. Considerare che 1 centimetro di suolo per ettaro all’anno significa 100 tonnellate di terra a ettaro rimosse ogni anno, che prima o poi andranno a finire in mare, creando problemi di eutrofizzazione. Quindi, doppio danno: va via la parte di suolo più fertile che diventa un inquinante dei mari. (2)
Inquinamento. L’Italia è tra i Paesi con la maggior quantità di aree inquinate per inquinanti organici (petrolio, olio…) e minerali (soprattutto metalli pesanti). Se iniziamo subito, potremmo riuscire a recuperare validamente i suoli meno inquinati in qualche decina di anni, per altri ci vorranno secoli. E per tutto questo tempo, quei suoli impediranno la produzione di derrate e non contribuiranno a depurare l’acqua. (3)
Consumo e sigillatura del suolo. Anche in piena crisi economica a seguito del collasso della cosiddetta bolla edilizia, in Italia abbiamo continuato a consumare suolo a ritmo di 10mila ettari all’anno (dati Ispra). Per fare cosa? Per vendere a chi? Abbiamo decine di migliaia di costruzioni vuote, scheletriche, abbandonate, invendute che cadono su se stesse. Inutili all’economia e al Paese, dove però non è più possibile produrre nulla. Abbiamo aree coperte da cemento o asfalto inutili, dove avremmo potuto coltivare ceci, pomodori, melanzane…. Nulla, non ci faremo mai più nulla. (4)
Salinizzazione. Problema in terribile aumento in tutta Italia. I suoli stanno arricchendosi di sale, di origine marina nella stragrande maggioranza dei casi. Diamo pure colpa al cambiamento climatico, ma cominciamo a controllare le concessioni dei pozzi e piombare quelli abusivi. Poi riparliamo anche di clima. (5)
Perdita di biodiversità. La riduzione della sostanza organica e l’erosione hanno già causato una grande perdita di biodiversità a livello di organismi superiori (serpenti, anfibi, insetti, ragni, …), ma anche nei microrganismi del suolo. E pensare che in molti casi, almeno il disinquinamento da inquinanti organici potrebbe esser tranquillamente annullato proprio dalla catena trofica del suolo. (6)
Vertisolizzazione. I suoli con una notevole quantità di argilla (maggiore del 30%), se in un clima che preveda una forte alternanza tra stagione piovosa e stagione secca tendono a vertisolizzare, cioè a formare fratture che si approfondiscono anche oltre 1 metro. La causa della trasformazione è in parte da ricercare nell’estremizzazione degli eventi piovosi, ma per gran parte è causata da erosione, che impedisce sempre più all’acqua di penetrare nel suolo. Una volta iniziato il processo, difficile tornare indietro, con l’impossibilità di continuare a produrre colture arboree e arbustive. (7)
Entisolizzazione. Con l’erosione accelerata a ritmi di 1-2 centimetri all’anno, i suoli diventano Entisols. I pedologi definiscono così i suoli che ormai sono diventati dei materassi terrigeni poco fertili, senza una ottimale differenziazione in orizzonti, ridotta capacità produttiva. Volgarmente definiti come “suolo-non-suolo”, rappresentano il passo prima della scomparsa del suolo stesso. (8)
Acidificazione. Un problema questo che non interessa troppo l’Italia ma, piuttosto, i Paesi del Nord Europa, dell’Africa, del Sud America e della Cina. Con il procedere dell’acidificazione, si riducono le capacità di trattenere nutrienti e la produzione di cibo cala inesorabilmente.
Incendi. Altro enorme problema che interessa i suoli forestali e naturali. Va detto che, in assoluto, il fuoco è anche un agente evolutivo della vegetazione, ma se si ripete con frequenze eccessive (a causa di cattiva gestione o di vandalismo) allora comporta un degrado della vegetazione e del suolo”.

Nei suoli italiani abbiamo perso il 2-3% di sostanza organica negli ultimi cinquanta-settanta anni. Non basta aggiungere compost e/o digestato? Perché in Italia è “virtualmente vietato” utilizzare i fanghi derivanti da trattamento fognario? Se sono pericolosi, come sostengono i “comitati locali”, i gruppi ambientalisti e alcuni esponenti politici, come mai in Paesi come la Svezia vengono utilizzati perfino in agricoltura biologica?
“Per la prima domanda, purtroppo può non bastare aggiungere sostanza organica al suolo per vederla aumentare. Può succedere in ambienti freddi, diciamo da noi al di sopra di almeno mille-1.200 metri di altitudine, ma non altrove. E il motivo è l’attivazione della microflora, tanto più attiva quanto più facilmente degradabile è la sostanza organica. Per la seconda domanda rispondo che purtroppo in questo paese si vietano le cose perché non ci fidiamo di chi potrebbe andare a gestirle, forse perché immaginiamo che gli altri si comportino come mi comporterei io al loro posto…”.

Cosa ci può dire del biochar? Meglio applicarlo da solo, o misto a compost, o a digestato?
“Che il biochar sia la panacea di ogni male ce lo dobbiamo levare dalla mente. Affinché il biochar abbia un effetto sulle colture, bisogna che uno spessore di suolo di almeno 20 centimetri contenga almeno l’1% di biochar. Se pensiamo di migliorare le condizioni dei suoli degradati aggiungendo biochar, non basterebbero le foreste di due pianeti come la Terra! Il biochar è un’ottima soluzione per superfici piccole, dove svolge al meglio il proprio compito di aumentare e migliorare le produzioni (riducendo anche la disponibilità di metalli pesanti) se in combinazione con altri fertilizzanti”. (9, 10)

Poiché la zona più “biodiversa” del suolo sono i 30 centimetri superficiali: dobbiamo dedurre che è meglio utilizzare colture energetiche erbacee per decontaminare suoli? Esiste un criterio per la scelta fra erbacee e legnose?
“La maggiore biodiversità del suolo è nei primi 30 centimetri perché quello è lo spessore del suolo più ricco di sostanza organica (che è il substrato a carico del quale vivono i microrganismi) e di ossigeno. Ciò non toglie che vi siano microrganismi importanti anche a maggiore profondità. Per decontaminare i suoli, probabilmente la soluzione migliore è quella di utilizzare entrambi i tipi di piante, arboree ed erbacee, così da interessare un più ampio spessore di suolo dal quale estrarre (nel caso dei metalli pesanti) o nel quale degradare (nel caso di materiali organici) gli inquinanti. Ma dobbiamo essere consapevoli che, in molti casi, ci vorranno decenni o secoli per riportare i valori degli inquinanti entro gli attuali parametri di legge, anche utilizzando varietà di piante a elevato potere assorbente o degradante di inquinanti”.

Quale coltura energetica è, nella sua opinione, la più adatta per il contenimento dell’erosione? Per quale motivo lei afferma che è ancora necessaria della ricerca sul campo anziché a tavolino?
“Probabilmente non c’è una coltura più adatta a ridurre l’erosione, quanto piuttosto un sistema produttivo (scelta della coltura/colture, tipo di lavorazioni, messa a punto di sistemazioni idrauliche) che miri a ridurre la formazione di runoff, cioè l’acqua di scorrimento superficiale.
Ci vuole ricerca sul campo perché, colpa anche di finanziamenti ridicoli per far fronte a ricerche di campo e di lungo termine, si fanno sempre più ricerche basandosi su pedofunzioni e modelli, a volte senza nemmeno riprovare in campo la veridicità del modello sviluppato, ma basandosi su valori pubblicati da altri autori su suoli simili a quelli considerati nella ricerca a tavolino. Se vogliamo acquisire serietà e autorevolezza in questo campo di studi, in un Paese che ne ha un estremo bisogno, è necessario che vengano finanziate ricerche da fare in campo, dove si vada a testare la validità di un sistema produttivo per anni. La variabilità degli eventi meteorologici è tale che in base ai dati di un anno potremmo concludere che non c’è erosione, salvo l’anno dopo trovarsi con centinaia di tonnellate di suolo rimosso. Abbiamo bisogno di ricerca mirata, funzionale allo scopo di ridurre l’erosione, pluriennale e, quindi, di finanziamenti adeguati”.

In quale modo si dovrebbero integrare le diverse filiere agroenergetiche con le politiche di protezione del suolo?
“In una maniera molto semplice: i suoli inquinati devono essere coltivati per eliminare gli inquinanti con la biomassa prodotta (ovvio non si possano produrre derrate o fibre). Il che significa spostare il problema dal suolo alla biomassa, con la quale non sapremmo cosa fare. Per di più, a costi elevati e continuati per decenni, almeno! Come è possibile che la comunità possa assorbire spese di questo tipo? Una possibilità è quella di creare delle filiere di lavorazione della biomassa che possano essere economicamente sostenibili, così che vi sia convenienza a coltivare quei suoli, andando verso un progressivo disinquinamento. Una possibilità è quindi di valutare il livello e tipo di inquinamento e procedere con un tipo di filiera piuttosto che un altro.

Ad esempio, in caso di inquinamento di bassa entità, si possono coltivare colture erbacee da cui produrre metano (via digestore), etanolo (via fermentazione), olio per autotrazione (via estrazione) e con i residui (e altra materia organica) produrre ammendanti tramite compostaggio che potrebbero rientrare nel suolo come fertilizzanti. Oppure, nel caso di inquinamenti di maggiore entità, produrre legna da combustione, dalle cui ceneri estrarre metalli per via elettrochimica. Si pensi che l’estrazione di metalli quali oro, argento, platino, cromo e altri è economicamente vantaggiosa partendo dalle ceneri. Un impianto di estrazione di metalli potrebbe esser quindi alimentato con ceneri provenienti da centrali a biomasse prodotte in siti inquinati, senza produrre inquinamento dell’aria, contribuendo a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili e creando posti di lavoro. (10)
Insomma, brutto a dirsi per non stimolarne l’incremento, ma possiamo trasformare un problema come quello dei suoli inquinanti in una opportunità economica che funga da traino per il loro disinquinamento”.

Foto 1: Possibili filiere di produzione agroenergetica per la decontaminzaione dei suoli. (Fonte foto: presentazione del professore Giuseppe Corti durante il convegno “Caring for soil is caring for life”)

Conclusioni

La salute dei suoli europei e italiani è minacciata da molte cause di natura antropica e, in misura molto minore, dal cambio climatico. Dobbiamo quindi smetterla di usare il cambio climatico come attenuante dell’impossibilità di migliorare la condizione dei nostri suoli. La ricerca ha dimostrato, da anni, che la gestione dei suoli ha molta più responsabilità del cambio climatico nel degrado. Ciò significa che non abbiamo più tempo a disposizione e che possiamo cominciare a lavorare senza aspettare che il clima si normalizzi o torni ai livelli della seconda metà del sec. XX. Dobbiamo convogliare tutte le nostre energie, tecniche ed economiche, nell’impresa di recuperare i suoli degradati, con l’impegno di non deteriore quelli che ancora non lo sono.
A livello europeo e dei singoli Stati, la conservazione e il recupero o miglioramento della salute dei suoli agrari è un dovere anche per svilire la spinta all’occupazione dei suoli forestali, problema che si sta registrando in molte parti del mondo. Lo dobbiamo ai nostri figli e nipoti più che a noi o, se vogliamo, alle nostre coscienze.

Riferimenti bibliografici

(1) Corti G., Cocco S., Brecciaroli G., Agnelli A., Seddaiu G. (2013). Italian soil management from Antiquity to Nowadays. Chapter 9, pp. 247-293. In: Costantini, E.A.C., e Dazzi, C. (Eds.) The soils of Italy. World soils book series. Springer Science+Business Media, Dordrecht.
(2) Corti G., Cavallo E., Cocco S., Biddoccu M., Brecciaroli G., Agnelli A. (2011). Evaluation of erosion intensity and some of its consequences in Vineyards from two Hilly Environments Under a Mediterranean Type of Climate, Italy. In: Godone D., Stanchi S. (Eds.) Soil erosion in agriculture. Chapter 6. InTech Open Access Publisher, Rijeka, Croatia. ISBN 978-953-307-435-1.
(3) Visita questa pagina.
(4) Visita questa pagina.
(5) Dazzi C., Lo Papa G., 2013. Soil threats. Chapter 6, pp. 205-245. In: Costantini, E.A.C., e Dazzi, C. (Eds.) The Soils of Italy. World soils book series. Springer Science+Business Media, Dordrecht.
(6) Visita questa pagina.
(7) Visita questa pagina.
(8) Dazzi C., Monteleone S. (2002) – Emergenza suolo e antropizzazione del territorio: un esempio di perdita della pedodiversità per entisolizzazione. Atti del convegno del Cinquantenario Siss “L’emergenza suolo” Boll. SISS vol. 51, n° 1-2, pp. 557-570.
(9) Visita questa e questa pagina.
(10) Visita questa pagina.

Le opportunità del nuovo Regolamento Europeo Fertilizzanti per il settore agricolo e quello dei rifiuti

Il tema del futuro degli impianti di biogas agricoli è strettamente legato alla valorizzazione dei sottoprodotti e rifiuti di orgiine agroalimentare. Gli impianti di biogas costruiti negli ultimi 10 anni e finanziati in parte con denaro pubblico, per favorire la progressiva sostituzione delle fonti fossili, sono un patrimonio tecnologico ed una importante fonte di sostenibilità economica per le aziende agricole, che, senza modifiche sostanziali, sarebbero in grado di essere alimentati con la frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU), riducendo i costi di gestione della raccolta differenziata.

Dall’altro lato, il recupero dei rifiuti organici e la restituzione al terreno degli elementi nutritivi è un tema molto importante per l’Economia Circolare.

Il nuovo Regolamento Europeo sui Fertilizzanti è stato mosso precisamente dall’obiettivo di limitare o, in prospettiva eliminare, il ricorso a fertilizzanti non rinnovabili.

Nel webinar di giovedì 14 gennaio si parlerà delle importanti novità introdotte dal nuovo regolamento, che sarà operativo da metà 2022 e dalle opportunità che si aprono sia per il settore agricolo, che per quello dei rifiuti.

Lo stato degli impianti di biometano in Italia: alcune considerazioni in vista di un nuovo decreto

Questo articolo si propone di esaminare lo stato di sviluppo del biometano in Italia, oggetto di 3 seminari on line, tra ottobre e novembre 2020, riprendendo alcuni ragionamenti fatti con Snam e Federmetano, in questa occasione. A oltre due anni dall’entrata in vigore del secondo decreto e a sette dal primo, i cui effetti erano stati pressoché nulli.

Certamente, in tutto questo tempo, il mercato ha preso piena conoscenza della realtà del biometano come importante e sostenibile fonte energetica, e sono molti i nuovi soggetti economici entrati in questo settore, la cui importanza è stata pienamente valorizzata da Snam, il maggiore operatore nazionale della rete gas.

Con il secondo decreto sul biometano, il legislatore ha fatto tesoro delle lezioni apprese con il primo, già a partire dal metodo. Il decreto è infatti nato al termine di sei mesi di concertazione con gli operatori interessati e presenta un’impostazione coerente e ben articolata, concentrata, secondo una logica condivisibile, sulla priorità alla destinazione ad autotrazione, alla luce del ritardo di questo comparto, rispetto agli altri settori delle energie rinnovabili, e senza dimenticarsi del punto di forza della filiera industriale nazionale nell’autotrazione a gas naturale.

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La selezione dell’inoculo per l’impianto di biogas – III Parte

Easy Methane Lab

Ad ogni sottoprodotto il suo digestato!

Ripubblicazione di un articolo di Mario A. Rosato su Agronotizie

Nella I Parte di questo articolo abbiamo spiegato il funzionamento di un impianto di digestione anaerobica comparandolo con un “allevamento di batteri”. Per il buon funzionamento di un impianto di biogas il suo gestore deve saper sceglie l’inoculo in funzione dei sottoprodotti con cui verrà alimentato il digestore, così come un allevatore sceglie la razza da allevare a seconda dello scopo aziendale, ad esempio bovine da latte o da carne. Al margine della verifica dell’attività metanogenica (Sma) – spiegata nella II Parte di questo articolo – è importante verificare la capacità dell’inoculo di degradare matrici organiche complesse, quali cellulosa, proteine e grassi.

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Come selezionare l’inoculo per l’impianto di biogas – II Parte

BRS bioprocess control

L’Attività metanogenica specifica (SMA): realizzazione ed interpretazione dei risultati della prova.

Ripubblicazione di un articolo di Mario A. Rosato su Agronotizie

Nella I Parte di questo articolo abbiamo illustrato come si misura l’attività biologica di un inoculo introducendo una certa quantità di substrato di riferimento in un reattore di prova e verificando che per ogni grammo di COD (Domanda chimica di ossigeno) vengano prodotti almeno 350 Ncm3 di metano.

Analizziamo in questa II Parte dell’articolo le peculiarità della prova di Attività Metanogenica Specifica (SMA).

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Come selezionare l’inoculo per l’impianto di biogas – I Parte

AMPTS LIGHT

L’Attività metanogenica specifica (SMA): una prova utilissima ma ancora da normalizzare. Ripubblicazione di un articolo di Mario A. Rosato su Agronotizie

“Spesso dico che quando puoi misurare ciò di cui stai parlando, ed esprimerlo in numeri, allora sai qualcosa di esso; ma se non riesci a misurarlo, se non riesci ad esprimerlo in numeri, la tua conoscenza è magra ed insoddisfacente; essa può essere l’inizio della conoscenza, ma non ti avrà consentito, nella tua mente, di avanzare nel progresso della scienza, qualunque sia la disciplina”.
  William Thomson, I Barone di Kelvin (Lezione su “Unità di misura elettriche”, 3 maggio 1883)

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L’autogestione biologica dell’impianto di biogas

eudiometro

Ripubblicazione di un articolo di Mario A. Rosato su Agronotizie

Gestire in modo ottimale un impianto a biogas vuol dire diventare “allevatore di batteri”.
Al pari degli animali d’allevamento, i batteri rendono il massimo se vengono mantenuti in condizioni per loro ottimali, per cui risulta fondamentale monitorare i diversi aspetti che incidono sul funzionamento dell’intero sistema anaerobico. È noto a tutti che i diversi costruttori e alcuni laboratori indipendenti, offrono il servizio di assistenza biologica.
Tipicamente tutti questi servizi hanno un punto debole: i risultati non vengono forniti in tempo reale. Inoltre, le analisi fornite, in genere riguardano solo la dinamica del processo di degradazione anaerobica, ma non la verifica della qualità della biomassa – insilati o sottoprodotti che siano – con la quale viene alimentato l’impianto.

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La FORSU e gli impianti di biometano agricolo

Nella maggior parte dei paesi europei, vi è sempre stata una chiara e forte separazione negli impianti di biogas/biometano tra quelli alimentati a biomasse agricole e quelli alimentati a rifiuti, benché, sotto il profilo chimico, la composizione del digestato nel fermentatore presenta poche differenze tra i due.  Il biogas agricolo viene prodotto, oltre che da una quota di biomasse coltivate (in via di progressiva eliminazione, in omaggio agli orientamenti della direttiva ILUC, che riguarda le materie prime da destinare a biocarburanti, e si preoccupa della potenziale concorrenza delle colture energetiche nei confronti delle colture alimentari), soprattutto da sottoprodotti e scarti agricoli .  

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