Il fico d'India energetico: l'ultimo hype del web

Nei gruppi d'interesse delle reti sociali si è diffusa a macchia di leopardo la pubblicità di un'azienda latinoamericana che propone impianti di biogas "speciali", alimentati esclusivamente con fico d'India (Opuntia ficus-indica). Come di consueto, purtroppo la stampa generalista amplifica tali informazioni, perlopiù esagerate e in qualche caso perfino mendaci, presentando la coltivazione del fico d'India come la soluzione definitiva al problema del cambiamento climatico.

In questo articolo vi proponiamo una disamina delle affermazioni dei sedicenti esperti che ci ha trasmesso un lettore. Non entreremo nel merito delle proposte di utilizzo della biomassa di fico d'India come foraggio per capre o come substrato per vermicoltura, o per l'alimentazione umana perché esulano dall'argomento principale della sezione Bioenergie. Ci limiteremo dunque ad analizzare i dati di produttività di biomassa e biogas, comparandoli con evidenze scientifiche attendibili e verificabili.

Fatti obiettivi sulla coltivazione e la produttività del fico d'India

L'argomento è stato trattato genericamente in un precedente articolo dell'autore.
 
Di seguito integreremo tali informazioni con dati tratti dalla letteratura scientifica e da prove fatte in laboratorio dallo stesso autore. Nel paragrafo successivo compareremo tali dati obiettivi con le affermazioni degli "esperti" latinoamericani.

• Efficienza idrica e produttività di biomassa.
  La Opuntia ficus-indica (Mill.) è una pianta Cam (Crassulacean acid metabolism, metabolismo acido delle Crassulacee) e, come tale, possiede una grande efficienza fotosintetica e idrica. Esperienze realizzate dall'Università di Catania (Rif. [ⁱ]) dimostrano che l'evapotraspirazione di una piantagione di fico d'India in ambiente mediterraneo è compresa fra 252 e 286 millimetri durante la stagione di crescita, con una media annua di 5 millimetri/giorno. L'esperimento è stato condotto su un appezzamento di 3,5 ettari, piante di dieci anni di età potate a 3 metri di altezza e densità 333 piante/ettaro, coprente 65% della superficie agronomica. Tale densità di impianto è tipica delle produzioni da frutto siciliane (Foto di apertura dell'articolo). La produttività media di biomassa è risultata di 12,9 tonnellate SS/ettaro.anno, con un'efficienza idrica media di 4,5 grammi SS/chilogrammi acqua.
  Prove realizzate in Cile (Rif. [ⁱⁱ]) con alte densità di impianto - 240mila piante/ettaro, altezza di potatura non specificata - hanno prodotto fino a 40 tonnellate SS/ettaro.anno, ma con apporto idrico e di fertilizzanti genericamente specificati come "in quantità sufficiente per evitare l'effetto limitante". Secondo gli stessi autori, il limite teorico è di 50 tonnellate SS/ettaro.anno.
  Uno studio pubblicato dalla Fao (Rif. [ⁱⁱⁱ]) segnala che la massima produttività di biomassa di cladodi si raggiunge in suoli che contengano almeno 0,3% (sul secco) di N e 10 ppm (sul secco) di P. L'Opuntia è però molto sensibile al sale: bastano 150 ppm (sul secco) di ClNa nel suolo per dimezzare la produzione di biomassa. Inoltre, la produttività dipende dall'irraggiamento solare nella banda di lunghezze d'onda fra 400 e 700 nanometri e dalla temperatura media. La pianta muore a temperature minori di -5^°C, può sopravvivere - con danni permanenti - a temperature del suolo attorno ai 70^°C, e raggiunge almeno l'80% della sua massima produttività teorica nell'intervallo 5-20^°C.
• Caratterizzazione dei cladodi freschi di fico d'India ed il loro Bmp.
  Prove realizzate dall'autore hanno evidenziato una biomassa molto umida (solo 6% di SS e 3,9% SV s.t.q.) ma facilmente riducibile ad una polpa viscosa, in linea di massima pompabile. Il Bmp, misurato a 38^°C con un protocollo generico perché all'epoca non esisteva la norma UNI 11703, è risultato comunque in linea con quanto ci si potrebbe aspettare da una biomassa composta prevalentemente da polisaccaridi: 356 ±4 Nm³/tonnellate SV (Foto 1).

• Produttività di biogas in Sicilia.
  Uno studio dell'Università e del Crea di Palermo (Rif. [^iv], che cita anche l'articolo di AgroNotizie menzionato all'inizio fra le fonti bibliografiche), indica che la produzione di biometano potenzialmente raggiungibile, se si coltivassero con fico d'India tutte le superfici agricole siciliane abbandonate o marginali - 600mila ettari circa - è di 342,78 milioni di m³/anno. Ciò rappresenta una produttività di 571 Nm³ di CH₄/ettari.anno.

Le affermazioni messe in circolo nella rete

Le seguenti asseverazioni - riportate fra virgolette - sono tratte letteralmente dalla documentazione commerciale della ditta proponente gli impianti "speciali" di biogas da fico d'India.

• "Implementazione: ventiquattro mesi per raggiungere la produzione nominale".
  Secondo il (Rif. [^v]) la produttività a ventisette mesi dall'impianto è compresa fra 30 e 40 tonnellate SS/ettaro. Questo in condizioni ottimali di irrigazione e concimazione, con le caratteristiche pedoclimatiche del Cile centrale. L'affermazione non si può bollare come falsa tout court, ma sembra troppo ottimistica, e di certo non è estrapolabile a qualsiasi luogo, per quanto le condizioni pedoclimatiche possano sembrare simili.
• "25mila m³ di biogas/ettaro.anno con 75% di metano".
  Il tenore di metano millantato è palesemente falso perché maggiore del valore teorico. È noto che la biomassa di fico d'India è composta da polisaccaridi ed acqua, fatto confermato dal Bmp misurato in laboratorio, molto vicino a quello dell'amido. La stechiometria della degradazione anaerobica dei carboidrati puri indica che il biogas ha un tenore di metano teorico del 50%. Nella pratica, poiché nel digestore c'è anche la biomassa dei batteri con una sua produzione endogena, il tenore di metano può essere leggermente maggiore, ma difficilmente potrebbe superare il 54%. Non entriamo nel merito se tale affermazione sia frutto di un tentativo truffaldino di magnificare la redditività del business plan, o di semplice superficialità o ignoranza. È noto a chiunque abbia un minimo di esperienza nella conduzione di prove di digestione che una prova batch tende a dare tenori di metano del 70% o anche oltre, in particolare se la prova viene realizzata con il metodo barometrico, come conseguenza della solubilizzazione di parte della CO₂ nell'inoculo. Se fosse questo il caso, allora sarebbe palese l'assoluta mancanza di esperienza pratica nella conduzione di impianti di biogas da parte dei sedicenti "esperti" cileni, che avrebbero estrapolato ingenuamente un risultato da laboratorio alle reali condizioni operative di un impianto, senza le debite correzioni.
  La produttività lorda di biogas è espressa in "m³", senza chiarire se si tratti di Sm³ o Nm³. Supponiamo che l'unità di misura siano Nm³ - come è consueto nell'industria del biogas - e inoltre che sia vera la produttività lorda di biogas dichiarata nel documento. Calcoliamo dunque la quantità di biomassa necessaria per produrre tale quantità di biogas, basandoci sui dati reali e verificabili: 52% di CH₄ e Bmp = 360 Nm³/tonnellate SV. Ne risulta che sarà necessario ricavare ben 36 tonnellate SV/ettaro ovvero 55 tonnellate SS/ettaro.anno. Tale produttività di biomassa è perfino maggiore del massimo teorico rilevato in Cile, quindi l'ipotetica produzione di 25mila m³ di biogas/ettaro è fisicamente impossibile. Dai dati di letteratura possiamo stimare una produttività (plausibile ma comunque ottimistica, in condizioni di alta densità d'impianto e senza limitazioni di input agronomici) pari a 40 tonnellate SS/ettaro.anno x 60% di SV s.s. x 360 Nm³/ tonnellate SV = 8.640 Nm³ CH₄/ettaro.anno.
• Operazione dell'impianto "ventiquattro ore per 365 giorni/anno" e manutenzione "Poca in condizioni operative, solo pitturare ogni due anni".
  Chiunque abbia gestito un impianto di biogas può certificare che entrambe le affermazioni sono false.
• "Migliora il clima perché trattiene acqua nel suolo. Produce un fertilizzante organico, assorbe CO₂ e consente la vendita di crediti di carbonio".
  Affermazioni parzialmente vere e false messe insieme. L'Opuntia assorbe acqua come una spugna fino a quando raggiunge l'equilibrio osmotico con il terreno. Quindi trattiene l'acqua nei propri tessuti e prosciuga parzialmente il suolo, non al contrario. Ammesso e non concesso che l'impianto possa funzionare davvero in modo stabile alimentato solo con fico d'India, senza l'aggiunta di letame o altro, per poter mantenere la alta produttività di biomassa postulata sarà necessario apportare permanentemente acqua, N e P al terreno. Quindi non si può "vendere il digestato come fertilizzante per avere un'entrata extra". Nel migliore dei casi, bisognerà restituirlo interamente al terreno per mantenere la produttività della coltivazione. Per quanto riguarda la vendita dei crediti di carbonio, questo è il classico argomento dei venditori di illusioni "green". I crediti di carbonio valgono per progetti di riforestazione in paesi del Terzo mondo, una politica dell'Ipcc nota come "meccanismo dello sviluppo pulito" (clean development mechanism). Il fico d'India non è una specie forestale. Forse in Cile o in Messico esistono politiche di incentivazione per la sua coltivazione, ma in Italia non di certo. La tariffa omnicomprensiva per la vendita di energia elettrica da biogas o di biometano per autotrazione tiene già conto di tutte le incentivazioni ammesse dalla legge, quindi affermare che sia possibile incassare anche crediti di carbonio è una falsità.

• "Costo d'installazione 1.500-1.800 US$/kW".
  Sembra irrealistico in Europa, e perfino troppo ottimistico per paesi del Terzo mondo.
• "Implementazione del progetto breve, un anno".
  Affermazione falsa, perché perfino in condizioni ottimali di ricerca servono almeno due anni per il primo raccolto.
• "Ritorno d'investimento uno-due anni".
  Poiché sono necessari almeno due anni per il primo raccolto di biomassa per iniziare ad alimentare il digestore, tale affermazione è palesemente falsa.
• "Basso consumo idrico, 3.500 m³/anno".
  Tale valore è minore del tasso evapotraspirativo delle piante (in condizioni di coltura da frutto). A meno che il documento non si riferisca all'integrazione idrica, ma in tale caso non è specificato qual è il regime di pioggia stabilito come apporto di base.
• "Alta produttività della coltura, mille tonnellate di biomassa/ettaro.anno".
  A meno che non si tratti di una biomassa estremamente umida, che sarebbe contraddittorio con l'affermazione "basso consumo idrico", se si assume un tenore di SS del 6%, come quello riscontrato in letteratura e nelle prove dell'autore, allora la produttività millantata dai proponenti è di 60 tonnellate SS/ettaro.anno, maggiore dunque del massimo teorico estrapolato da condizioni di prova ideali. Tale affermazione appare dunque palesemente falsa.

Conclusioni

Come succede con altre "colture miracolose" già esaminate nel tema caldo Colture energetiche - bambù, paulonia, amaranto, falso indaco, ecc. - il marketing dei progetti "green" cade sempre nei soliti luoghi comuni. Rimane sempre il dubbio se i proponenti siano "venditori di fumo" o semplici ingenui ed entusiasti, ma privi di preparazione tecnico-scientifica. Al lettore la scelta.

Rimane il fatto obiettivo che i cladodi di fico d'India, risultanti dalle operazioni di potatura e dai terreni incolti siciliani colonizzati da questa pianta, sono un'ottima fonte di biomassa per gli impianti di biogas, ancora in gran parte sprecata nel nostro paese.

Bibliografia

Rif. [ⁱ] S. Consoli, G. Inglese  and P. Inglese; Determination of evapotranspiration and annual biomass productivity of a cactus pear (Opuntia ficus-indica Mill.) Orchard in a semiarid environment, Journal of irrigation and drainage engineering, volume 139, number 8, pages 680-690, 2013, doi = 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000589, scaricabile anche da questa pagina.
Rif. [ⁱⁱ] Cortázar, Victor & Nobel, Park. Biomass and fruit production for the prickly pear cactus, Opuntia ficus-indica. Journal of the American Society for Horticultural Science, 1992. Vol 117.
Rif. [ⁱⁱⁱ] Park S. Nobel, Ecophysiology of Opuntia ficus-indica, (capitolo di Cactus (Opuntia spp.) as forage, Fao plant production and protection paper 169, 2001, ISBN: 92-5-104705-7.
Rif. [^iv] Comparetti A., Febo P., Greco C., Mammano M.M., Orlando S., 2017, Potential production of biogas from prickly pear (Opuntia ficus- indica l.) in Sicilian uncultivated areas, Chemical engineering transactions, 58, 559-564.
Rif. [^v] Victor Garcia de Cortázar, Park S. Nobel, Prediction and measurement of high annual productivity for Opuntia ficus-indica, Agricultural and forest meteorology, volume 56, Issues 3-4, 1991, pages 261-272, ISSN 0168-1923.