Recupero e gassificazione dei sarmenti di vite per produrre energia e biochar

Le innovazioni della misura 16 del Psr

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Il Go Val.So.Vitis ha avuto come obiettivo la valutazione e l'applicazione di innovative soluzioni tecniche per l'utilizzazione degli scarti e dei sottoprodotti della filiera vitivinicola
Fonte foto: Agronotizie

Il Go Val.So.Vitis, finanziato dal Psr della Regione Emilia Romagna ha avuto come obiettivo la valutazione e l'applicazione di innovative soluzioni tecniche per l'utilizzazione degli scarti e dei sottoprodotti della filiera vitivinicola per scopo energetico, nutraceutico e agronomico, lavorando in un'ottica di economia circolare.

Nel caso della filiera vitivinicola non si tratta solo di produzione di uva fino alla sua trasformazione in vino, confezionamento e commercializzazione dei prodotti, ma di una catena ben più lunga, che include anche i processi di distillazione e trasformazione dei sottoprodotti e degli scarti per l'ottenimento di altri prodotti, anche di pregio.

Queste attività di recupero sono un anello importante per la stabilizzazione di un sistema virtuoso volto a migliorare la sostenibilità dell'intera filiera e a valorizzarne le diverse componenti riducendo l'impatto ambientale.

In particolare, il Go ha voluto sperimentare e mettere in pratica alcune soluzioni innovative per l'utilizzo di alcuni sottoprodotti della filiera vitivinicola:
  • recupero e valorizzazione di foglie e vinacce per estrazione di composti bioattivi;
  • recupero e gassificazione di sarmenti e vinacce esauste a fini energetici;
  • recupero e riutilizzo di ceneri e biochar per uso agronomico;
  • estrazione del rame dalle ceneri e dal biochar ottenuti dal processo di gassificazione.
La filiera vitivinicola ha come scarto le potature che annualmente possono rappresentare un problema circa il loro smaltimento, oggi soprattutto dal punto di vista ambientale. Nel caso della bruciatura in campo, la CO2 rilasciata dalla combustione non controllata contribuisce a peggiorare la qualità dell'aria, a cui si aggiungono polveri sottili e composti volatili del carbonio riconosciuti come cancerogeni.

Attualmente i sarmenti di potatura vengono bruciati oppure trinciati e interrati per aumentare l'apporto organico nel terreno; ma se ci sono parassiti o altre malattie fungine si aumenta la loro diffusione. L'alternativa è il ritiro, costo ulteriore per il coltivatore in un bilancio economico sempre un po' risicato.

Nel progetto, lavorando con aziende medio e piccole si sono valutare macchine di piccola taglia per la gassificazione. Si tratta di un processo termo chimico che converte un combustibile solido in un gas, la cui applicazione più diffusa è l'alimentazione di motori a combustione interna, che non rilascia polveri sottili e composti organici del carbonio.

In questo modo, attraverso la gassificazione dei sarmenti si ottengono energia elettrica, calore e biochar. La macchina provata è di piccole dimensioni, abbastanza flessibile nel combustibile in ingresso, ma che richiede una manutenzione giornaliera da parte dell'operatore.

Partendo dal campo, questo processo si deve inserire nell'ordinaria lavorazione del vigneto. Nel progetto, grazie a una rotoimballatrice Caeb appositamente messa a punto i sarmenti sono stati raccolti in balle, che sono state lasciate in rimessa o a bordo campo per asciugare naturalmente in un paio di mesi. Questo è un passaggio importante perché il gassificatore richiede materiale con meno del 20% di umidità. Successivamente il materiale grazie a un gruppo di macchine (sempre Caeb) è stato macinato e trasformato in pellet di vite (produttività finale pellets pari a 1 t/ha) utilizzato per alimentare il gassificatore.

Il gassificatore produce singas (gas di sintesi), ossia l'insieme di idrogeno e monossido di carbonio, metano, azoto, CO2 e vapore d'acqua, che è avviato a un motore a combustione interna collegato a un generatore che produce energia elettrica.

Inoltre, vengono prodotte delle "ceneri non totalmente ceneri", ossia la biomassa carbonizzata che viene tolta prima che carbonizzi totalmente (in pratica è pellet di vite ormai esausto che contiene ancora ceneri e inorganici tra cui rame), che rappresenta il biochar.

Con una potenza massima di 25 kW elettrici, il consumo è di circa 1,1 kg di pellet per kWh elettrico prodotto. Dal punto di vista economico la macchina scelta ha un funzionamento discontinuo (operatore 8 ore per 5 giorni a settimana) che rappresenta un aspetto negativo per il rientro dell'investimento.

Nel progetto, con 180 ha a disposizione, il ritorno dell'investimento è dai cinque ai sei anni. Questo significa che la soluzione non è per la singola azienda ma ad esempio per un consorzio o, in prospettiva, per le cantine sociali che potrebbero diventare punti di raccolta dei sarmenti, dove poi l'energia elettrica viene utilizzata in cantina o immessa nella rete.

Un'altra parte del progetto ha riguardato la quantificazione del rame presente nel biochar e la ricerca di un modo efficace per la sua estrazione non solo come rame metallico, ma ad esempio come cloruri metallici contenuti negli antiparassitari utilizzati in vigneto.

Le analisi effettuate sul pellet dei sarmenti e il biochar in uscita dal reattore del gassificatore hanno permesso di evidenziare che il rame metallo risultava più concentrato (partendo da 26-70 mg/kg nel pellet si arriva a 50-167 mg/kg nel biochar).

La normativa prevede che un ammendante debba avere un limite di 230 mg/kg di rame metallo, per cui il biochar può essere impiegato come ammendate.

Per estrarre il rame sono state indagate diverse tecniche (elettrodeposizione, analisi Icp-Inductively Coupled Plasma su biochar e analisi Icp su ceneri) e l'insieme delle misure ha permesso di capire che esiste una quantità non indifferente di rame nel biochar (più dello 0,1%) e che questa è recuperabile in modo efficace con i metodi indagati.

Infine, è stata effettuata una valutazione agronomica ed enologica del biochar ottenuto dai sarmenti di vitigni locali. Le prove sono state condotte in due vigneti (Tebano, in provincia di Ravenna, su vigneto varietà Sangiovese e Rio Saliceto; Reggio Emilia su vitigno varietà Lambrusco Salamino).

Sono state condotte tre anni di prove mettendo a confronto il biochar (somministrato a 10 e 20 t/ha) rispetto a un controllo: nelle parcelle in cui è stato distribuito il biochar si è riscontrato un anticipo delle fasi di fioritura e allegagione; inoltre in due su tre annate si è evidenziato un anticipo delle fasi germogliamento e invaiatura.

In merito alla maturazione delle bacche alla raccolta, in tutte le tre annate le viti controllo presentavano meno solidi solubili e un'acidità totale più elevata rispetto alle tesi biochar, questo a indicare una maggiore maturazione delle uve delle tesi biochar alla raccolta.

I polifenoli totali e antociani sono risultati più elevati nelle tesi biochar. Per quanto riguarda i parametri produttivi, non sono emerse differenze significative tra le diverse tesi.

Visita la pagina dedicata al Go Val.So.Vitis o chiedi maggiori informazioni ai contatti: giulio.allesina@unimore.it e nigro@crpv.it



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