Allevamenti bovini, una soluzione per azzerare l'impatto ambientale

Diego D'Anselmo è tra i vincitori dell'AgroInnovation Award 2018 con la tesi "Approcci per la riduzione dei gas serra derivanti da allevamenti bovini"

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Il vincitore della categoria 'zootecnia', tesi triennali

I gas serra originati da un allevamento di bovini sono anidride carbonica, metano e protossido di azoto.
I primi due si originano dalla fermentazione enterica e vengono espulsi principalmente tramite eruttazione, mentre l'ultimo gas viene prodotto dalla decomposizione del letame lasciato sulla lettiera e non raccolto.
Il problema del protossido di azoto ha trovato soluzione nella digestione di letame per la produzione di biogas, ma per quanto riguarda le emissioni derivanti dalla fermentazione enterica nessun metodo provato nel corso degli anni è andato a buon fine.

Inoltre si è calcolato che ogni bovino espelle in media 140 litri di metano all'anno, che equivale ad una perdita di energia del 10-14% rispetto all'energia grezza dell'alimento.
Da qui l'obiettivo della tesi: perché non riutilizzare questa energia chiudendo il ciclo e abbattendo le emissioni?

L'idea pensata per mitigare questo problema riguarda sistemi di aspirazione e purificazione della miscela gassosa. Collocati sul soffitto dello stabilimento, i sistemi sfruttano il normale flusso di convezione dell'aria per cui quella calda, cioè la più consumata, sale nella parte alta della struttura avvicinandosi al collettore di aspirazione.
In seguito all'aspirazione la miscela necessita di una fase di separazione in quanto non sono presenti solo metano e anidride carbonica, ma anche ossigeno e lievi percentuali di particolato e vapore acqueo che devono essere eliminati.

L'eliminazione di particolato può avvenire attraverso comuni filtri antiparticolato con pori di diametro inferiore a 2 μm per il blocco del passaggio delle particelle. Quelle di diametro inferiore sono riferibili invece a esalazioni di processi industriali o combustioni delle autovetture.

Passato il filtro, l'altra componente da separare è il vapore acqueo.
Una sua eliminazione prevede due modalità: l'uso di cartucce assorbenti o il passaggio della miscela di gas in un tratto di tubature con temperature inferiori al tratto precedente, in modo tale da condensare il vapore acqueo scaricabile in un secondo passaggio.
Il raffreddamento avverrebbe per trasferimento termico, dalle tubature contenenti fluido da raffreddare, ovvero quello aspirato, e quelle raffreddanti con dentro acqua fredda.
Il vapore acqueo, una volta condensato, va incontro a due soluzioni in base alle quali si etichetta il processo: a "ciclo aperto", se il condensato viene scaricato all'esterno, e a "ciclo chiuso", se viene reintrodotto nel sistema così da ristabilire il livello all'interno delle tubature refrigeranti.

A questo punto la miscela gassosa filtrata è composta principalmente da metano e anidride carbonica e potrebbe essere già inviata al cogeneratore, eventualmente già confluita nella miscela di biogas prodotta con la digestione anaerobica successivamente l'upgrading. La cogenerazione consentirebbe di ottenere energia per l'autosufficienza dell'allevamento stesso.

Il sistema di aspirazione e purificazione, localizzato sul soffitto degli stabilimenti, si propone come un'idea innovativa in quanto non era stato mai proposto in nessuna realtà finora. Inoltre è un'idea di green economy, in aiuto in un momento delicato per il nostro pianeta, che si prefigge di risolvere un problema, come quello delle emissioni di gas serra dei bovini, e che finora non ha mai trovato una vera soluzione.
Vari tentativi nel corso degli anni sono risultati vani, come quello dell'Università di Buenos Aires che, nel 2013, ha attuato un sistema artigianale per la cattura di questi gas avvalendosi di un sistema di cannule comunicanti direttamente con lo stomaco del bovino; il gas intercettato andava a riempire un cuscinetto di plastica posto sul dorso. Sicuramente un rimedio invasivo per l'animale.
Oppure in Galles sono stati esaminati gli effetti di estratti a base d'aglio che potessero ridurre la produzione di metano.
Tentativi che, con il passare del tempo, sembrano essersi arenati.

Al contrario di questi tentati rimedi, l'idea di un sistema di aspirazione e purificazione per l'aria interna degli allevamenti bovini pare fattibile e anche conveniente all'allevatore che decide di installarlo, considerando l'ammortizzamento dovuto dall'abbattimento dei costi energetici dello stabilimento nel caso di cogenerazione della miscela.

Questa tesi propone una soluzione che toglierebbe gli allevamenti intensivi bovini dal banco degli imputati per le emissioni atmosferiche e donerebbe agli allevatori un guadagno economico in termini di risparmio energetico.

L'obiettivo è quello di trasformare quest'idea in una startup e non lasciare che rimanga semplicemente inchiostro su un foglio.
Sono fortemente convinto di questo progetto e le vittorie in concorsi e premi, oltre numerose considerazioni raccolte da professori universitari, dimostrano la sua fattibilità.

Scarica la tesi completa
Per eventuali contatti: d.danselmo@gmail.com

AgroInnovation Award è il premio di laurea istituito da Image Line in collaborazione con l'Accademia dei Georgofili al fine di promuovere la diffusione di approcci innovativi, strumenti digitali e l'utilizzo di internet in agricoltura.

AgroInnovation Award

Leggi le tesi vincitrici della seconda edizione.

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