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BIOCHAR PER “COLTIVARE”
UN CLIMA MIGLIORE
I vantaggi ambientali ed economici
dall’uso di carbone vegetale
L’
agricoltura può giocare carenza di ossigeno, in una logica di
un ruolo fondamentale economia circolare, ma non solo.
nel contrastare gli effetti Il carbonio costituente il biochar
del cambiamento climatico, i cui è per oltre il 90% stabile e può
segnali si registrano anche in rimanere confinato nel suolo da
Emilia-Romagna con l’aumento centinaia a migliaia di anni.
delle temperature medie locali e Tra gli effetti positivi sul suolo
l’intensificarsi di eventi estremi. e sulle colture c’è la capacità di
Si può “coltivare un clima aumentare la ritenzione idrica,
migliore” e in questa direzione grazie alla sua elevata porosità;
punta il progetto europeo Geco2 il suolo ammendato con biochar
(Green economy and CO2), che consente una maggiore disponibilità
mira a ridurre le emissioni di di acqua per le colture e contrasta
carbonio nell’atmosfera derivanti gli effetti della siccità, con evidenti
dall’agricoltura attraverso una vantaggi anche sul risparmio di
migliore gestione dei suoli e dei energia.
residui delle colture. Il progetto,
cui partecipa anche Arpae Emilia- Per consolidare i vantaggi anche
Romagna, supporterà l’adozione economici è necessario un quadro
di pratiche agricole sostenibili e normativo certo e stabile sulla
rafforzerà la cooperazione tra i classificazione e sulle caratteristiche
diversi settori – agricolo, industriale tecniche del biochar; un quadro che
e dei servizi – con benefici sia va delinenadosi sia a livello europeo
ambientali che economici. che nazionale.
Nelle pagine che seguono anche
Tra le buone pratiche, di particolare diverse esperienze, ad esempio nella
interesse è l’uso sul suolo agricolo coltivazione della canna e nella
del biochar, carbone ottenuto da viticoltura. (DR)
biomasse vegetali di scarto in
ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
IL BIOCHAR È IMPORTANTE PER
IL SEQUESTRO DEL CARBONIO
IL PROGETTO EUROPEO GECO2, ATTRAVERSO LA COOPERAZIONE ITALIA-CROAZIA, AVVIERÀ
UN SISTEMA INTERREGIONALE PER IL MONITORAGGIO DEL CAMBIAMENTO CLIMATICO,
SPERIMENTARE PRATICHE DI AGRICOLTURA ECO-COMPATIBILE E LANCIARE UN NUOVO
MERCATO VOLONTARIO DI CARBONIO.
BIOMASSE E BIOCHAR
FOTO: CNR-IBE
L’
aumento crescente dei livelli di cornice il progetto europeo Geco2 (Green potrebbero essere i potenziali acquirenti?
anidride carbonica nell’atmosfera Economy and CO2) mira a rafforzare la “Le aziende di trasformazione, ad esempio,
terrestre (ormai ampiamente potenziale capacità del settore agricolo che vogliono identificarsi sul mercato con
sopra 400 parti per milione) sta portando della regione adriatica di ridurre le prodotti qualificati dal punto di vista
a un rapido aumento delle temperature emissioni di carbonio nell’atmosfera ambientale potrebbero usare l’acquisto dei
globali e locali e all’ intensificazione degli attraverso una migliore gestione dei crediti per compensare le proprie emissioni
effetti del cambiamento climatico con cui suoli e dei residui delle colture e a creare e dare valore aggiunto alla propria
già da anni siamo costretti a convivere. reddito attraverso la creazione di mercati produzione”, afferma il project manager
ll giugno più caldo mai registrato e le volontari del carbonio. Antonio Cinti. “Le comunità locali inoltre
violente grandinate di inizio estate 2019 godrebbero di migliori condizioni ambientali
in Emilia-Romagna hanno confermato e della disponibilità di prodotti più ecologici
i moniti della scienza: le regioni
Occorre “coltivare un clima sia freschi che trasformati. Ci aspettiamo
adriatiche già affrontano le conseguenze migliore”, il progetto Geco2 risultati vantaggiosi per tutti”.
drammatiche del riscaldamento globale. Il progetto Geco2 avvierà un sistema
L’adozione dell’Accordo di Parigi sui L’idea alla base di Geco2 è quella di interregionale per potenziare il
cambiamenti climatici nel 2015 ha posto promuovere un mercato volontario monitoraggio del cambiamento climatico,
le basi per un piano d’azione globale di emissioni equivalenti di anidride sperimentare pratiche di agricoltura
volto a evitare pericolosi cambiamenti carbonica (CO2e) basato sul settore eco-compatibile e lanciare un nuovo
climatici, l’eliminazione graduale di CO2 agricolo. L’anidride carbonica (CO2) mercato volontario di carbonio. Le
e altre emissioni di gas a effetto serra. è il gas serra più importante tra quelli azioni di progetto, realizzate attraverso
Oltre agli sforzi internazionali per derivanti dalle attività umane. Le la cooperazione transfrontaliera,
mitigare il cambiamento climatico, è statistiche dicono che ogni cittadino contribuiranno alla promozione di un uso
necessario che le comunità di tutto il italiano ne genera più di 7 tonnellate più ecologico del territorio, alla riduzione
mondo intensifichino l’attuazione di all’anno. L’utilizzo dei combustibili fossili dei rischi legati al cambiamento climatico
politiche locali innovative per limitare è la causa principale delle emissioni (in e alla promozione di nuovi prodotti
le emissioni e adattare il loro sistema Italia circa l’80% del totale), ma nuove e ecologicamente certificati.
socioeconomico al cambiamento in atto. più avanzate pratiche agricole possono Geco2 supporterà l’adozione di
L’agricoltura in questo quadro può controbilanciare una parte delle emissioni pratiche agricole sostenibili e rafforzerà
giocare un ruolo fondamentale. Bisogna catturando e immagazzinando la CO2 nei la cooperazione tra settore agricolo,
“coltivare un clima migliore” per campi. industriale e dei servizi, con benefici sia
combattere il cambiamento climatico E se un agricoltore potesse misurare da un punto di vista economico, sia dal
e il riscaldamento globale. In questa e monetizzare queste attività? Chi punto di vista ambientale.
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ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
FOTO: CNR-IBE
IL PROGETTO GECO2 ITALIA-CROAZIA
I partner di Geco2 sono Arpae Emilia-Romagna (capofila), Ciheam Bari, Regione
Molise, Regione Marche, Rerasd per il coordinamento e lo sviluppo della Contea
di Spalato Dalmazia, Agrra-Zara (Zara), Agenzia di sviluppo rurale della Contea di
Dubrovnik Neretva e Legacoop Romagna. Il progetto è finanziato dal programma
CBC Italia-Croazia, che sostiene la cooperazione tra le regioni dei due Stati
membri che si affacciano sull’Adriatico, dove vivono più di 12,4 milioni di cittadini.
Maggiori informazioni sul progetto sono disponibili su
https://www.italy-croatia.eu/web/geco2/
dall’elevato quantitativo di carbonio temperati la risposta è molto variegata
Il carbone dalle biomasse vegetali, che vanno esposte a temperature ma comunque raramente negativa.
una risorsa per il suolo indicativamente tra i 300 °C e i 900 °C Ciò che possiamo sicuramente affermare
in ambiente con scarso contenuto di è che grazie all’elevata porosità del
Il comparto agricolo produce molta ossigeno, il che comporta una parziale biochar, il suolo ammendato aumenta
biomassa di risulta che raramente viene ossidazione del carbonio. Questo la ritenzione idrica, permettendo una
valorizzata. Trattandosi di sostanza procedimento produce una componente maggiore disponibilità di acqua e
organica questa biomassa è ricchissima di gassosa (gas di sintesi combustibile), una evitando gli effetti nefasti della siccità
carbonio; se abbandonata o redistribuita componente liquida (olio, catrame) e un su colture seccagne diminuendone le
tal quale in campo, nel giro di alcuni mesi residuo solido. In base alla matrice di esigenze idriche. Inoltre il biochar,
viene trasformata dagli agenti atmosferici partenza, alla temperatura e alla durata grazie alle proprietà adsorbenti, aiuta a
e dall’attività batterica, e così in parte di processo queste componenti possono contenere la lisciviazione dei nutrienti
torna velocemente in atmosfera come variare. Il residuo solido è il char. lasciandoli quindi disponibili all’apparato
CO2. Una soluzione allo smaltimento Esistono altre due tecniche di radicale delle colture. Da notare che
delle biomasse e a un loro impiego in produzione, cioè la gassificazione, irrigazione e fertilizzazione divorano
un’ottica di economia circolare ci può che avviene ad alte temperature ed è circa il 30% dell’energia necessaria alla
arrivare da un’antica pratica adottata finalizzata a ottimizzare la produzione di produzione, quindi il biochar permette
già dagli indigeni dell’Amazzonia energia, e la carbogenesi (o processo Htc, un ulteriore risparmio di emissioni
che interravano le biomasse di scarto hydrothermal carbonization) che avviene quantificabile.
opportunamente trattate per migliorare le a partire da biomasse umide tenute in
proprietà dei suoli da coltivare. pressione a una temperatura compresa tra Affinché trovi successo sul mercato
Dalla combustione di materiale organico i 180 °C e i 300 °C. bisogna però che il biochar sia prodotto
in carenza di ossigeno (processo chiamato da biomasse di risulta per contenere il suo
pirolisi) si ottiene un carbone vegetale Da un punto di vista ambientale i costo di produzione, e che si stabiliscano
o carbonella (chiamato in inglese vantaggi dell’impiego di biochar sono meccanismi di scambi di crediti di
char o charcoal) che può avere diverse evidenti. Infatti il carbonio costituente carbonio che coinvolgano il settore
applicazioni (produzione di energia, il biochar è in buona parte (oltre il 90%) agricolo come quelli che il progetto
produzione di filtri e ammendante recalcitrante e può rimanere confinato nel Geco2 si prefigge di creare.
agricolo ad esempio). Solo se impiegato suolo da centinaia a migliaia di anni.
nel suolo esso è chiamato “biochar”. Dal punto di vista agronomico ci sono Antonio Volta, Giulia Villani,
La produzione di carbonella vegetale diverse indicazioni sull’effetto che ha il Vittorio Marletto, Antonio Cinti
avviene attraverso diverse tecniche. biochar sul suolo e sulle colture. Se in
Arpae Emilia-Romagna
La pirolisi lenta per esempio è un ambiente tropicale si ha sempre un deciso
processo che trasforma biomasse aumento della produzione, in ambienti
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ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
LA NORMATIVA SUL BIOCHAR
E LE PROSPETTIVE D’USO
NEL 2015 IL BIOCHAR È STATO UFFICIALMENTE INCLUSO TRA GLI AMMENDANTI AMMESSI
IN AGRICOLTURA. LA DEFINIZIONE DI BIOCHAR INCLUDE I MATERIALI OTTENUTI DALLA
CARBONIFICAZIONE DI PRODOTTI E RESIDUI VERGINI DI ORIGINE VEGETALE PROVENIENTI
DALL’AGRICOLTURA E DALLA SILVICOLTURA, ESCLUDENDO DI FATTO I RIFIUTI.
BIOMASSE E BIOCHAR
L’
Associazione italiana biochar
FOTO: WWW.ICHAR.ORG
Ichar, fondata nel 2009, con
sede a Firenze, è un’associazione
senza scopo di lucro che ha la finalità
di promuovere soluzioni, tecnologie,
studi avanzati, attività dimostrative e
progetti educativi legati alla produzione
e all’uso del biochar nel suolo per il
miglioramento della fertilità dei terreni
e il beneficio ambientale dovuto al
sequestro di anidride carbonica.
L’associazione è aperta alla
partecipazione da parte di ricercatori,
produttori di biochar, consulenti,
pubbliche amministrazioni, agricoltori,
imprenditori, nonché semplici
appassionati.
Nel 2012 Ichar ‑ considerato il vuoto
normativo in cui fino ad allora gli
attori del biochar si erano mossi e vegetale provenienti dall’agricoltura e capacità di ritenzione idrica, nonché
consapevole che l’affermazione di tale dalla silvicoltura, escludendo di fatto leggerezza. La domanda, ancora in fase
prodotto non potesse prescindere dal suo i rifiuti e qualsiasi materia organica di valutazione da parte dei competenti
riconoscimento legislativo ‑ ha presentato di origine animale. Inoltre, sono stati organi ministeriali, prevede anche
al ministero delle Politiche agricole, posti limiti stringenti su metalli pesanti l’introduzione di alcune precisazioni
alimentari e forestali (Mipaaf ) un’istanza (comunque già in essere per tutti sulle specifiche di legge già iscritte in
per l’inserimento della matrice in qualità gli ammendanti a norma di legge), allegato 2 (tabella 1).
di ammendante nella legislazione italiana idrocarburi policiclici aromatici (Ipa),
(decreto legislativo 29 aprile 2010 n. policlorobifenili (Pcb) e diossine,
75, Riordino e revisione della disciplina in nonché la necessità di testare l’eventuale
materia di fertilizzanti, a norma dell’articolo fitotossicità del biochar attraverso uno Le novità della normativa europea
13 della legge 7 luglio 2009, n. 88). specifico biosaggio. Tale logica sottende
La domanda ministeriale è stata l’ultimo a un approccio estremamente cautelativo Indipendentemente dal percorso
atto di un’attiva fase di discussione e e conservativo nei confronti della salute legislativo nazionale, il biochar dovrà
condivisione interna all’associazione, che del suolo, estromettendo matrici possibili confrontarsi nei prossimi anni con
ha permesso di definire le modalità di apportatrici di inquinanti e sostanze il nuovo regolamento europeo sui
produzione del biochar e le materie prime indesiderate. fertilizzanti, regolamento (Ue)
di origine utilizzabili, nonché i parametri 2019/1009 del Parlamento europeo e
qualitativi e le proprietà minime per Nel dicembre del 2018 Ichar, del Consiglio del 5 giugno 2019, che
classificarlo. rispondendo a una richiesta interna di stabilisce norme relative alla messa a
Nell’agosto del 2015 con decreto ampliamento delle possibilità di impiego disposizione sul mercato di prodotti
ministeriale 22 giugno 2015, pubblicato del biochar in agricoltura, presenta fertilizzanti dell’Ue, che modifica i
sulla Gazzetta ufficiale n. 186 del 12 al Mipaaf un’ulteriore istanza per regolamenti (CE) n. 1069/2009 e (CE)
agosto dello stesso anno, il biochar è stato l’inclusione del prodotto tra i materiali n. 1107/2009 e che abroga il regolamento
ufficialmente incluso tra gli ammendanti componenti dei substrati di coltivazione (CE) n. 2003/2003.
ammessi in agricoltura (Dlgs 75/10, (Dlgs 75/10, allegato 4). Quello della Il nuovo testo è entrato in vigore il 15
allegato 2, numero d’ordine 16). coltivazione in vaso, del fuori suolo, delle luglio 2019, ma sarà applicato solo a
La definizione di biochar adottata a terre tecniche e dei tetti verdi è infatti partire dal prossimo 16 luglio 2022,
livello legislativo include i materiali un settore di particolare interesse per il giorno in cui cesserà di valere l’attuale
ottenuti dalla carbonificazione di soli biochar, materiale apprezzato oltre che regolamento CE 2003/2003 che norma
prodotti e residui vergini di origine per la stabilità, per l’elevata porosità e esclusivamente i concimi minerali.
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ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
Elementi o sostanze
Denominazione Modo preparaz. e componenti Titolo minimo in elementi Altre indicazioni di
N. utili il cui titolo deve Note
del tipo essenziali e/o sostanze utili denomin. del tipo
essere dichiarato
Processo di carbonizzazione C tot di origine biologica(#) Occorre dichiarare Umidità % sottratto il C da carbonati
(#)
di prodotti e residui di % s.s. ≥ 20 il tipo di processo C tot di origine per utilizzo quale componente dei
(§)
origine vegetale provenienti di produzione biologica % s.s. substrati di coltivazione (allegato 4) ≤ 1000
Conducibilità elettrica
dall’agricoltura e dalla silvicoltura, impiegato (pirolisi Ceneri % s.s.
(salinità) mS/m ≤ 1000(§) (°) dato comunque da dichiarare. Per
oltre che da sanse di oliva, o gassificazione)
pH prodotto polverulento si intende, in
vinacce, cruscami, noccioli e gusci pH(H20) 4-12 e le tipologie di questa sede, un prodotto nel quale la
di frutta, cascami non trattati biomasse utilizzate Conducibilità elettrica
Umidità % ≥ 20 (salinità) mS/m frazione < 2 mm risulta > del 50%
della lavorazione del legno, (es. pirolisi di
in quanto sottoprodotti delle per prodotti polverulenti (°) legno di conifere) Rapporto H:C (molare) (^) indice di stabilità del carbonio. Per
attività commesse. Il processo di Ceneri % s.s. ≤ 60 Granulometria il calcolo si deve utilizzare il dato del
Biochar da parametro C tot di origine biologica
carbonizzazione è la perdita di (passante mm 0,5-2-5)
16 pirolisi o da H/C (molare) (^) ≤ 0,7
idrogeno, ossigeno e azoto da azoto tot % s.s. Sono inoltre fissati i seguenti
gassificazione
parte della materia organica a parametri chimico-biologici: - test di
seguito di applicazione di calore potassio tot % s.s.
fitotossicità / accrescimento (UNI EN
in assenza, o ridotta presenza, fosforo tot % s.s. 16086-1:2012) - prova di crescita in vaso
TAB. 1 dell’agente ossidante, tipicamente calcio tot % s.s. con orzo primaverile): l’inibizione alla
BIOCHAR, NORME l’ossigeno. A tale decomposizione magnesio tot % s.s. germinazione e/o alla crescita (con dose
termochimica è dato il nome di utilizzo del prodotto del 25%) deve
di pirolisi o piroscissione. La sodio tot % s.s.
Caratteristiche del biochar essere inferiore al 25%
gassificazione prevede un ulteriore % C da carbonato - IPA < 6 mg/kg s.s.
per essere usato come
processo ossido-riduttivo a carico max ritenzione - PCB < 0,5 mg/kg s.s.
ammendate (Dlgs 75/10,
del carbone prodotto da pirolisi. idrica % m/m - Diossine < 9 ng I-TEQ/kg
allegato 2).
Il nuovo impianto legislativo sarà valido non sono ancora chiari alcuni aspetti
FOTO: WWW.ICHAR.ORG
per chi vuole immettere sul mercato fondamentali quali la definizione del
europeo i propri prodotti con marchio prodotto (la parola biochar sarebbe
CE. In Italia resta al momento in vigore stralciata a favore della più anonima
la normativa nazionale (Dlgs 75/2010) locuzione “materiali da pirolisi e
con cui sono obbligati a confrontarsi, gassificazione”), i processi di produzione
fino a futura revisione, tutti i fabbricanti ammessi, le materie prime di origine
che immettono prodotti fertilizzanti sul (assai probabilmente ampliate a matrici
territorio nazionale. di origine animale), i parametri di qualità,
Il nuovo regolamento europeo classifica nonché i limiti su di essi imposti.
i fertilizzanti in sette diverse categorie
funzionali di prodotto (PFC, allegato I): Il compito dell’associazione, a seguito
- concimi dell’inclusione del biochar nel nuovo
- correttivi regolamento europeo, dovrà essere quello
- ammendanti di tentare di incidere nella maniera il più
- substrati di coltivazione possibile fattiva sui competenti organi
- inibitori europei e nazionali per rivendicare
- biostimolanti la posizione del biochar italiano, un
- miscele di prodotti fertilizzanti. prodotto con requisiti di qualità già Regolamento europeo sui fertilizzanti, il
sanciti e applicati. gruppo di esperti specializzati nell’offrire
Per la preparazione di questi ultimi Una buona notizia è intanto consulenza in materia di produzione
si potranno utilizzare solo specifici pervenuta nel dicembre del 2019 con biologica (Expert Group for Technical
materiali costituenti (CMC, allegato II) il riconoscimento, anch’esso a seguito advice on Organic Farming), chiamato a
raggruppati a oggi in undici categorie, fra di una complicata vertenza, della esprimere un parere sulla compatibilità
le quali sostanze e miscele di materiale possibilità di impiego del biochar in del materiale, ha inteso il biochar come
grezzo, piante, compost, digestati, agricoltura biologica, ciò a seguito della il prodotto esclusivo della pirolisi di
sottoprodotti, microrganismi, polimeri. pubblicazione sulla Gazzetta ufficiale soli materiali vegetali non trattati o
Il biochar non figura al momento dell’Unione europea del regolamento trattati con prodotti ammessi; inoltre
nell’elenco dei materiali costituenti per la esecutivo (UE) 2019/2164 che integra gli è stato attribuito un limite massimo di
produzione dei fertilizzanti, ma è citato allegati del Reg CE 889/08 relativo alla idrocarburi policiclici aromatici (Ipa)
nel nuovo testo, unitamente ad altri produzione biologica. pari a 4 mg per kg di sostanza secca,
materiali, come matrice per cui, in virtù Il biochar è stato, infatti, inserito in linea con il limite della legislazione
della richiesta di mercato, la Commissione nell’elenco dei fertilizzanti utilizzabili italiana (6 mg/kg), spesso considerata
adotterà immediatamente modalità di in agricoltura biologica insieme ai gusci eccessivamente restrittiva in ambito
valutazione (“… senza indebito ritardo di molluschi, ai gusci d’uovo e agli acidi internazionale.
dopo il 15 luglio 2019”), che, se positiva, ne umici e fulvici.
produrrà l’inclusione in allegato II. Tale inclusione, che rappresenta un Alessandro Pozzi1, Massimo Valagussa2
fondamentale passo per l’affermazione
1. Presidente Associazione italiana biochar
Stante quanto sopra, il biochar, su cui del biochar nell’agricoltura italiana,
Ichar (Firenze)
opera uno specifico gruppo di lavoro è un riconoscimento all’azione Enerion Renewables (Como)
tecnico a livello europeo (StrubiasTWG), dell’Associazione italiana biochar 2. Consigliere Ichar (Firenze)
dovrebbe rientrare entro il 2021 come (Ichar) poiché, a differenza di quanto Mac, Minoprio analisi e certificazioni,
nuovo materiale costituente (CMC), ma prospettato nell’ambito del nuovo (Vertemate con Minoprio, CO)
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ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
UN ALLEATO PER COMBATTERE
IL CAMBIAMENTO DEL CLIMA
IL BIOCHAR PUÒ ESSERE UN VALIDO ALLEATO PER CONTRASTARE GLI EFFETTI DEL
CAMBIAMENTO DEL CLIMA IN AGRICOLTURA. PER IMMOBILIZZARE RAPIDAMENTE E IN MODO
PERMANENTE GROSSE QUANTITÀ DI CO2 ATTRAVERSO L’INTERRAMENTO DI BIOCHAR,
È NECESSARIO UTILIZZARE PROCESSI DI DECOMPOSIZIONE CONTROLLATI.
BIOMASSE E BIOCHAR
I
l riscaldamento climatico è
FOTO: CNR-IBE
inequivocabile, come è ormai
evidente dalle osservazioni
dell’aumento delle temperature medie
globali dell’atmosfera e degli oceani,
dallo scioglimento di neve e ghiaccio e
dall’innalzamento del livello del mare.
Le concentrazioni in atmosfera di CO2,
metano (CH4) e protossido di azoto
(N2O) sono notevolmente aumentate
come risultato dell’attività umana
dai valori pre-industriali (1800); per
esempio, la concentrazione di CO2 è
cresciuta da un valore pre-industriale di
circa 280 ppm (parti per milione) a un
valore di 419 ppm nel 2019. Nel 2003,
con il rapporto Good Practice Guidance
for Land Use, Land Use Change and
Forestry (Lulucf ) redatto dall’Ipcc, per
la prima volta, si guarda all’agricoltura
come mezzo per una potenziale azione 1
di mitigazione e di adattamento ai
cambiamenti climatici, e in particolare, per cucinare il cibo) e introdotto
si mettono in evidenza le pratiche di
Cosa ci insegnano volontariamente nel terreno dalle
fissazione di carbonio nel suolo. le terre nere dell’Amazzonia popolazioni locali in migliaia di anni
Il suolo è una riserva dinamica di (Glaser et al., 2004; Erikson et al.,
carbonio (carbon sink) capace di trattenere Un metodo per aumentare la stabilità 2003). Le terre nere dell’Amazzonia
in forma organica notevoli quantità di del carbonio stoccato nel suolo prende hanno un alto contenuto di nutrienti e
questo elemento; il carbonio contenuto spunto da antichi terreni dell’America di sostanza organica stabile, e presentano
nel suolo è superiore a 1500 giga del Sud. Nell’Amazzonia brasiliana un’elevata capacità di scambio cationico.
tonnellate (Gt), quasi tre volte superiore a sono stati, infatti, scoperti numerosi siti Secondo Glaser et al., (2001) la frazione
quello contenuto nell’atmosfera (600 Gt dove il suolo presenta caratteristiche carboniosa deve la sua stabilità chimica
di C). Tuttavia, nei suoli agricoli l’attuale assolutamente diverse dai terreni e microbiologica alla sua complessa
stock di carbonio organico è, in generale, adiacenti, nonostante mineralogia e struttura policiclica aromatica ed è
molto al di sotto della capacità potenziale tessitura siano le stesse. Al contrario in grado di persistere nell’ambiente
della maggior parte dei terreni agricoli dei suoli fortemente alterati ‑ tipici per secoli. In questo modo, il carbone
dei paesi industrializzati, infatti, i suoli della foresta amazzonica (soprattutto interrato dagli indios amazzonici per
hanno perso da 30 a 40 tonnellate di Ferralsol e Acrisol), di colore rosso, incrementare le proprie colture diventa
carbonio per ettaro. poco fertili perché ricchi in caolinite, un fattore chiave per la sostenibilità e
Da questi dati emerge chiaramente il dal pH acido e ricchi in alluminio ‑ i la fertilità del suolo delle aree umide
potenziale ruolo dell’agricoltura nella suoli denominati Terra Preta do Indios tropicali, ma rappresenta anche,
gestione dei suoli, e, quindi, quale hanno un colore nero, un pH alcalino, per l’elevata recalcitranza della sua
potenziale strumento per la mitigazione
ospitano microrganismi endemici e sono struttura aromatica, un sink ideale per
dei cambiamenti climatici.
particolarmente fertili. immobilizzare il carbonio e diminuirne le
Sono caratterizzati da un alto contenuto emissioni in atmosfera (Kuhlbusch et al.,
in materiale carbonioso (oltre 70 volte 1996). La carbonificazione di biomasse
più dei suoli circostanti e fino a una e l’interramento nei suoli agricoli del
1 Suolo trattato con biochar e suolo profondità di 40-80 cm), prodotto biochar potrebbe rappresentare una
di controllo. dalla combustione incompleta di parti nuova tecnica per gestire i residui
2 Distribuzione di biochar in un vigneto. vegetali (probabilmente resti di fuochi vegetali, alternativa alla combustione (che
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ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
coltivazione di piante a rapida crescita
FOTO: CNR-IBE
per la produzione di biochar ed energia,
eviterebbero la competizione con la
produzione di derrate alimentari.
Nel 2009 in Italia nasce l’Associazione
italiana biochar (Ichar), soggetto no-
profit, che ha lo scopo di promuovere
soluzioni, tecnologie, studi avanzati,
attività dimostrative e progetti educativi
legati alla produzione e all’uso del biochar
per il sequestro di CO2 atmosferica nel
suolo e per il miglioramento della fertilità
dei terreni agricoli.
Nel 2012 Ichar è stata promotrice di
un’istanza per chiedere l’inclusione del
biochar nel registro degli ammendanti
alla Commissione italiana ammendanti e
fertilizzanti. L’obiettivo è stato raggiunto
con successo con la pubblicazione della
normativa sulla Gazzetta ufficiale,
Serie generale n° 186 del 12-8-2015.
2 Ichar (www.ichar.org), attualmente, è il
riferimento italiano dell’International
produce immediatamente grosse quantità Come evidenziato da Gundale e De Biochar Iniziative (Ibi), associazione a
di CO2), all’abbandono in superficie o Luca (2006), Harris et al., (2007), livello internazionale, e conta oggi molti
all’interramento dei residui secchi e anche la temperatura di pirolisi e il tipo iscritti appartenenti a varie categorie
al compostaggio, da cui si origina humus di materiale usato determinano la quali ricercatori, aziende, amministratori
stabile destinato però alla progressiva formazione di biochar con caratteristiche pubblici, studenti, e agricoltori.
decomposizione nel giro di alcuni anni. diverse, tra cui, fra quelle d’interesse
agronomico, differenze nelle Silvia Baronti, Giuseppe Mario Lanini,
concentrazioni di nutrienti, nella capacità Anita Maienza, Francesco Primo Vaccari
di scambio cationico (Csc) e nel pH.
Il “sequestro” di CO2 nel suolo Istituto per la bioeconomia, Consiglio
con il biochar Il biochar può essere ottenuto da svariati
nazionale delle ricerche (Ibe-Cnr)
tipi di residui: stocchi di mais, gusci di
Per immobilizzare rapidamente e noce arachide, lavorazione delle olive,
permanentemente grosse quantità pula di riso, scarti di potatura e di RINGRAZIAMENTI
di anidride carbonica attraverso lavorazione del legno. In questo modo,
Le attività dimostrative e di ricerca di questo
l’interramento di biochar, è necessario la carbonificazione è una tecnologia lavoro sono state realizzate anche nell’ambito
utilizzare processi controllati che a bilancio negativo del carbonio del Programma regionale di sviluppo rurale
consentano di trasformare le biomasse (carbon-negative) in quanto solo metà 2014-2020 della Regione Emilia-Romagna,
in biochar con un alto rendimento del carbonio assorbito dalla biomassa Tipo di operazione 16.1.01 - Gruppi operativi
come i processi industriali di pirolisi è reimmesso in atmosfera, mentre la del partenariato europeo per l’innovazione:
parte rimanente è immobilizzata nel “produttività e sostenibilità dell’agricoltura”
dove avviene la decomposizione - Focus Area 5C - Progetto Riutilizzo di
termochimica di materiali organici suolo e ha un’altissima stabilità. La biomasse residuali per uso energetico, agronomico
mediante l’applicazione di calore in produzione di energia dalla pirolisi di e in stalla.
assenza di agenti ossidanti (O2). Reazioni biomasse e l’interramento del biochar
radicaliche di cracking, a temperature di prodotto, rappresenta forse l’unica
400 °C-800 °C, causano la scissione dei tecnica a bilancio negativo del carbonio;
legami delle molecole di partenza, e il inoltre il riutilizzo dei residui anziché la
riassemblamento successivo e originano,
in quantità variabili secondo le condizioni RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
di reazione e della durata del trattamento,
un residuo carbonioso solido (char), un
Glaser B., Haumaier L., Guggenberger G., Zech W., 2001. The ‘Terra Preta’
liquido nero viscoso (tar) e una miscela phenomenon: a model for sustainable agriculture in the humid tropics.
gassosa composta sostanzialmente da CO Naturwissenschaften 88: 37-41
e H2 (syngas). Gundale M. J., De Luca T. H., 2006, Temperature and source material influence
Il processo è esotermico, cioè dopo ecological attributes of ponderosa pine and Douglas-fir charcoal , Forest Ecology
l’apporto di calore iniziale si autosostiene, and Management 231 (2006) 86–93.
e porta alla formazione di quantità Harris K., Gaskin J., Sonon L., Das K.C., 2007b, Characterization of Pyrolysis Char
minime di anidride carbonica. Le for Use as an Agricultural Soil Amendment, unpublished.
tecniche più comuni di fast e flash pirolisi Kuhlbusch T. A. J., Andreae M. O., Cachier H., Goldammer J. G., Lacaux J. P., Shea
utilizzano tempi di residenza inferiori ai R. C., Crutzen P. J., 1996, Black carbon formation by savanna fires: measurements
due secondi e temperature comprese tra i and implications for the global carbon cycle. J Geophys Res 101:23651–23665.
350 e i 500 °C.
41
ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
BIOCHAR E COLTURA
DELLA CANNA COMUNE
L’APPLICAZIONE DI BIOCHAR NELLA COLTURA DELLA CANNA COMUNE PUÒ ESSERE VISTA
COME UN’OPPORTUNITÀ DI SEQUESTRO DEL CARBONIO, CHE CONSENTE DI EVITARE ANCHE
L’INGRESSO DI SOSTANZE TOSSICHE NELLE CATENE ALIMENTARI. I RISULTATI DI UNA PROVA
AGRONOMICA IN UNA AZIENDA SPERIMENTALE DEL CREA DI ANZOLA DELL’EMILIA (BO).
BIOMASSE E BIOCHAR
I
l biochar è un materiale costituito
FOTO: E. CEOTTO
da una serie di sostanze carboniose,
caratterizzato da tessitura fine e da
elevata superficie specifica, ottenuto
attraverso pirolisi di biomasse vegetali in
condizioni controllate di temperatura e
di carenza di ossigeno (Lal et al., 2016).
Un aspetto peculiare della struttura
del biochar è la presenza di carbonio
recalcitrante, con un tempo di residenza
medio dell’ordine di secoli o millenni
(Lehmann, 2017). Quindi, la conversione
di biomasse vegetali facilmente
decomponibili, in forme di carbonio
stabili come il biochar, può essere
considerata come una forma efficace di
sequestro del carbonio.
Oltre alla stabilità del carbonio in esso
contenuto, è stato ipotizzato che il
biochar possa incrementare anche la
stabilità della sostanza organica presente
nel suolo in ragione della sua elevata
porosità. Questo aprirebbe ulteriori
prospettive alla possibilità di sequestro
del carbonio, oltre i limiti che possono
essere raggiunti con una normale gestione 1
del suolo.
Accanto a questi interessanti vantaggi, facilmente disperdibile. Dal punto ligno-cellulosica utilizzabile per generare
tuttavia, alcuni autori hanno messo di vista agronomico, altri possibili energia. Questa specie possiede una serie
in evidenza una serie di punti critici inconvenienti sono rappresentati dalla di caratteristiche che la rendono più
riguardanti l’uso del biochar come disattivazione degli erbicidi legata adatta, rispetto ad altre colture, a ricevere
ammendante dei suoli: la possibile alla elevata microporosità di questo applicazioni di biochar. Infatti, la canna
presenza di metalli pesanti nella sua materiale, e dall’aumento di pH e della comune:
composizione, e di composti tossici salinità che può provocare nei terreni. - non produce biomassa utilizzabile
derivanti dalla combustione, in Complessivamente, alcuni autori hanno nell’alimentazione umana e degli animali
particolare le diossine e gli idrocarburi messo in guardia da un uso agronomico domestici, e rimane perciò esclusa dalle
policiclici aromatici. Inoltre, devono su larga scala del biochar come catene alimentari
essere attentamente valutati i rischi di ammendante dei suoli, senza che ciò - in qualità di coltura perenne sottrae il
effetti negativi sulla fauna selvatica, per terreno alla coltivazione di altre specie a
sia preceduto da ponderate analisi delle
gli operatori e per le persone che vivono uso alimentare per molti anni, nel corso
conseguenze ambientali e agronomiche
nelle vicinanze, tenuto conto che si tratta
(Mukherjee e Lal, 2014). dei quali gli effetti nocivi dei composti
di applicazioni irreversibili (Kookana et
tossici contenuti nel biochar vengono
al., 2011).
almeno in parte attenuati
Nella fase di distribuzione detti
- esercita una forte competizione nei
rischi sono amplificati dal fatto che il L’applicazione di biochar confronti delle piante infestanti, e non
biochar è un materiale polverulento,
nella coltura della canna comune necessita quindi di applicazioni di
erbicidi che il biochar, come già indicato,
La canna comune (Arundo donax L.) tende a disattivare
1 Arundo biochar. è una coltura rizomatosa perenne che - possiede una buona tolleranza nei
2 Arundo biochar, dettaglio. produce elevate quantità di biomassa confronti della salinità del suolo, quindi
42
ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
attribuibili alla coltura oppure al biochar. aerea della coltura del 18% rispetto al
FOTO: E. CEOTTO
Nel frattempo, i valori misurati hanno testimone non trattato. Tale aumento di
evidenziato una variabilità molto elevata produzione è stato accompagnato da un
nel contenuto di carbonio delle diverse incremento dell’altezza media dei culmi
porzioni di campo all’interno dello di 103 cm. L’effetto della dose doppia
stesso appezzamento, circostanza che ha è stato più contenuto, pari a +11% di
confermato l’utilità di effettuare misure produzione rispetto al testimone, e una
ripetute nel tempo sulla stessa parcella lieve tendenza all’incremento del numero
di terreno, al fine di non essere tratti in medio dei culmi. Nel 2018, a due anni
inganno dalla possibilità di utilizzare dall’applicazione del biochar, non sono
misure effettuate in appezzamenti vicini state rilevate differenze tra trattamenti;
come valori di riferimento per la propria l’incremento delle produzioni
parcella sperimentale (Ceotto, 2018). conseguibile con il biochar appare quindi
Le analisi effettuate sul biochar essere modesto e transitorio.
applicato ne hanno indicato le seguenti Nonostante il pH elevato e l’alta
caratteristiche: concentrazione di sali nel biochar, non
- umidità 70% sono stati osservati effetti negativi
- pH 9,6 apprezzabili sulla coltura.
- carbonio sul peso secco 80,9% La valutazione degli effetti dei
- azoto sul peso secco 0,34%. trattamenti sul contenuto di carbonio
Di conseguenza, la prima dose di biochar organico potranno essere misurati negli
(40 Mg/ha) ha apportato 9,48 Mg anni a venire.
di carbonio/ha e 39,9 kg di azoto/ha, Considerato che la canna comune è una
mentre la seconda dose (80 Mg/ha) 19 coltura di lunga durata, presumibilmente
2
Mg di carbonio/ha e 79,8 kg di azoto/ha. 15-20 anni, l’applicazione di biochar
può adattarsi a un eventuale eccesso di Dalle analisi del terreno risulta che la su questa specie può essere vista come
sali determinato dalla distribuzione di quantità di carbonio applicato con il un’utile opportunità di sequestro del
biochar. biochar corrisponde mediamente a quella carbonio, evitando al tempo stesso che
Sulla base di dette premesse, contenuta in uno strato di terreno dello le sostanze tossiche contenute in questo
nell’ottobre 2016 è stata avviata una spessore di circa 6 cm nel caso della materiale possano entrare nelle catene
prova agronomica di pieno campo di prima dose, e di 12 cm nel caso della dose alimentari dell’uomo e degli animali.
applicazione di biochar su coltura di doppia. È importante sottolineare come
canna comune, nell’azienda sperimentale con il biochar il carbonio possa essere
Enrico Ceotto, Fabrizio Ginaldi,
del Crea di Anzola dell’Emilia (BO). applicato hic et nunc in modo verificabile
Giovanni Alessandro Cappelli,
Lo scopo di questo studio era rispondere e trasparente, e assicura un deposito di Stefano Cianchetta
a tre domande di ricerca: carbonio stabile per molti anni.
Per contro, il carbonio organico del suolo Crea, Centro di ricerca agricoltura
- valutare se, e in quale misura, il biochar e ambiente, sede di Bologna
è caratterizzato da una forte instabilità
può incrementare la produzione di
del suo contenuto nel tempo: da un Per contatti: enrico.ceotto@crea.gov.it
biomassa della coltura
lato richiede diversi anni di pratiche
- valutare la presenza di eventuali effetti
agronomiche appropriate per poter essere
indesiderati del biochar sulla coltura
accumulato, dall’altro l’accumulo può
- valutare se, nel lungo periodo,
essere dilapidato nel giro di pochi anni
l’applicazione di biochar può promuovere
adottando lavorazioni non avvedute.
l’accumulo di sostanza organica nel suolo
in ragione di una maggiore microporosità.
Nel 2017 l’applicazione di biochar nella
Sono stati applicati i seguenti
dose 40 Mg/ha ha determinato un
trattamenti: due dosi di biochar, pari a
incremento di produzione di biomassa
4 e 8 kg/m2, e due dosi di azoto, pari a
zero (testimone non trattato) e a 25 kg
di azoto/ha sotto forma di urea. Ciascun RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
trattamento è stato applicato su quattro
ripetizioni, per un totale di 16 parcelle. R. Lal, M. Guo, Z. He, S.M. Uchimiya, Biochar and Soil Carbon Sequestration, in:
Agric. Environ. Appl. Biochar Adv. Barriers, Soil Science Society of America, Inc.,
Per rispondere al terzo quesito, subito 2016: pp. 175–198. doi:10.2136/sssaspecpub63.2014.0042.5.
prima dell’applicazione di biochar J. Lehmann, A handful of carbon, Nature. 447 (2007) 143–144. doi:10.1038/447143a.
sono stati prelevati in ciascuna parcella R.S. Kookana, A.K. Sarmah, L. Van Zwieten, E. Krull, B. Singh, Biochar Application
campioni di terreno per gli strati to Soil: Agronomic and Environmental Benefits and Unintended Consequences,
compresi fra le profondità di 0-20 cm, Advance in Agronomy, 112 (2011) 103–143. doi:10.1016/B978-0-12-385538-1.00003-2.
20-40 cm, 40-60 cm e 60-80 cm. A. Mukherjee, R. Lal, The biochar dilemma, Soil Research. 52 (2014) 217-230.
Le analisi del contenuto di carbonio dei doi:10.1071/SR13359.
campioni hanno fornito una valutazione E. Ceotto, The Importance of Quantifying Soil Carbon Storage at Outset of
dello stato del terreno all’inizio Perennial Energy Crops: A Case Study. Proceedings of the 26th European Biomass
dell’esperimento e potranno costituire la Conference and Exhibition EUBCE (2018)1418-1419. doi:10.5071/26thEUBCE2018-
base per individuare eventuali variazioni 4BV.6.12, http://www.etaflorence.it/proceedings/?detail=14957.
del carbonio organico nel tempo,
43
ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
ENOCHAR: LA CONSERVAZIONE
DEL CARBONIO IN VITICOLTURA
IL BIOCHAR HA BISOGNO DI CERTEZZE. CON QUESTA FILOSOFIA È NATO ENOCHAR, UN
PROGETTO SVILUPPATO NEL RAVENNATE. IN UN CAMPO PROVA DI LUNGO TERMINE, TRATTATO
CON DIVERSI SUBSTRATI, SI MIRA A GENERARE UN’ECONOMIA CIRCOLARE IN VITICOLTURA, IN
COLLABORAZIONE CON GLI ATTORI CHIAVE DELLA FILIERA.
BIOMASSE E BIOCHAR
D
ato il crescente interesse che il
biochar ottiene come prodotto
di risulta di diverse filiere di
trattamento di sottoprodotti, residui – e
in generale biomasse – appare necessario FIG. 1
avviare una sperimentazione volta a ENOCHAR
confermarne gli effetti agronomici in
condizioni di campo e in ambiente Localizzazione
temperato. dell’appezzamento
Un crescente numero di lavori scientifici del nuovo vigneto
utilizzato come sito
tratta la sperimentazione agronomica del test di Enochar presso
biochar ma, generalmente, per esperimenti Tebano e distribuzione
di breve termine o per test in vaso e con randomizzata delle
biochar molto diversificati, che portano particelle ammendate.
spesso a risultati contrastanti e incerti.
Il progetto Enochar intende valutare gli le dosi di somministrazione in campo, piccola trincea in corrispondenza di
effetti dell’applicazione al suolo di biochar nonché i metodi e macchinari per la ciascun filare. Una volta posizionate le
– da solo o in miscela con ammendanti distribuzione matrici, a una profondità media di circa
prodotti da impianto di compostaggio - la promozione della conoscenza del 25-30 cm, la trincea è stata richiusa per la
che tratta scarti agroalimentari di origine biochar al fine di predisporre le basi per messa a dimora delle barbatelle (figura 2).
naturale (Enomondo, Società del gruppo una produzione sistematica e di qualità di Così facendo le matrici sono state poste
Caviro) –, sulla fertilità e sulle proprietà biochar, partendo dai residui di potatura in profondità, a stretto contatto con
fisiche del suolo, sulla risposta vegeto- della vite. l’apparato radicale di ogni singola pianta.
produttiva della vite in condizioni di Il progetto prevede una distribuzione
campo nel medio-lungo termine (5-7 annuale per tutte le matrici considerate,
anni), nonché sul prodotto finale: il vino. tranne che per il biochar, ai dosaggi
Il programma di monitoraggio e lo studio
Il progetto Enochar, teorici riportati in tabella 1.
degli effetti dell’applicazione del biochar e le attività in campo
delle sue miscele hanno lo scopo di: Il progetto Enochar intende valutare
- acquisire conoscenze agronomiche Per raggiungere questi obiettivi con il l’effetto dei condizionamenti messi in
specifiche per orientare le scelte degli progetto Enochar si svolgono attività di campo sulle proprietà del suolo come la
utilizzatori finali e offrire un campo campo in un nuovo impianto viticolo capacità di ritenzione idrica, la struttura
visita agli agricoltori e agli operatori della messo a dimora nel marzo 2019 nella e lavorabilità, nonché sulla risposta delle
filiera viti-vinicola stazione sperimentale del Centro ricerche piante in termini di stato nutrizionale,
- fornire prove ed evidenze scientifiche produzioni vegetali (Crpv) a Tebano produttività e proprietà organolettiche
per i decisori (RA). Il disegno sperimentale prevede del vino prodotto. Saranno anche raccolte
- stimolare un’economia del biochar e il confronto tra 5 trattamenti: controllo informazioni relative alla trasformazione
quindi collaborare con tutti gli stakeholder non ammendato, solo biochar, 2 miscele del biochar nel suolo, alla sua
chiave coinvolti nel ciclo di vita. biochar e ammendante e un trattamento decomposizione, al suo invecchiamento
La scelta della filiera vitivinicola è legata solo ammendante. Per ciascuno dei e alla stima del trasferimento di sostanza
all’importanza della viticultura in Emilia- trattamenti, sono state individuate 5 organica.
Romagna e alla conseguente abbondanza parcelle randomizzate da 15 piante Un ulteriore aspetto di interesse incluso
dei suoi residui (Greggio et al., 2019). In ciascuna per una estensione totale di circa nel progetto è l’utilizzo del biochar
particolare, Enochar si pone l’obiettivo di 40 m2 (2,6 m x 15 m). come mezzo filtrante per il recupero di
ottenere: Lungo la fila, tra due particelle trattate, nutrienti da acque reflue agroindustriali.
- evidenze scientifiche circa l’efficacia è presente una parcella non trattata per Questo biochar arricchito in fosforo e
dell’applicazione del biochar in viticoltura evitare la contaminazione incrociata azoto viene aggiunto nelle miscele con
a medio-lungo termine (figura 1). La distribuzione di matrici ammendante per apportare i nutrienti
- il know-how specifico circa le tecniche nel 2019 è avvenuta prima della messa estratti ai suoli, riducendo il fabbisogno
di produzione del biochar, le modalità e a dimora delle barbatelle, aprendo una di fertilizzanti chimici.
44ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
Le miscele di ammendante-biochar e il
recupero di nutrienti sono stati realizzati
in collaborazione con Enomondo
che fornisce le matrici organiche
complementari per le sperimentazioni,
quali l’Ammendante compostato fanghi
agroalimentari (ACFa) e con Caviro
Extra Spa, che ha fornito le acque di
centrifuga del digestato generato da
reflui di origine agroalimentare, per le
sperimentazioni di filtrazione.
Oltre alle attività sopra descritte già
svolte o iniziate, di seguito sono riportate
ulteriori attività di interesse per Enochar:
- sperimentazioni in laboratorio mediante
test in colonna per verificare le capacità
assorbenti e la ritenzione dei nutrienti dei
suoli ammendati con le diverse matrici
- sperimentazioni di laboratorio per
valutare i processi che si innescano dalla
fase di co-maturazione di ammendante e
biochar
- sviluppo e organizzazione di attività
di comunicazione e disseminazione dei
risultati, in particolare visite al campo
FIG. 2 ENOCHAR
sperimentale e pubblicazioni a carattere Attività di distribuzione delle diverse matrici, marzo 2019.
scientifico e divulgativo.
Descrizione delle matrici Sigla Tempistica e lavorazione
Enochar è un progetto di medio lungo
termine e i risultati si renderanno Biochar alla dose di 22 tss/ha (2,2 kgss/m2) + 65 Unità/ha di azoto Unica somministrazione accoppiata
disponibili nell’arco dei prossimi 5-8 + 30% di azoto per l'iniziale adsorbimento a carico del biochar B_22 alla concimazione minerale
(solo il primo anno) (solo K2O e P2O5) di fondo
anni. Si prevede di avere risultati a partire
da fine 2020, sulla produzione vegetale Matrici fresche del compost (sfalci e potature, fanghi agroalimentari) Applicazioni annuali
e sulla ritenzione idrica. Nel giugno addizionate con biochar co-maturazione di almeno 45 gg. e successivo interramento.
CBf_13
2019, infatti, sono state messe a dimora La miscela è costituita da 10 tss di materie prime del compost Concimazione minerale
4 stazioni attrezzate con data logger e 3 tss di biochar (13 tss/ha 1,3 kgss/m2). (solo K2O e P2O5) di fondo
e sonde di temperatura, conduttività
elettrica e contenuto idrico nelle parcelle Compost (ACFa) con parametri commerciali co-maturato con biochar. Applicazione annuale
La percentuale del biochar nella miscela è il 33% delle matrici e successivo e interramento.
ammendate con solo biochar, in entrambe CB_13
del compost espresse in peso secco e cioè 10 tss di materie prime Concimazione minerale
le miscele compost-ACFa e sul bianco. del compost e 3 tss di biochar (13 tss/ha 1,3 kgss/m2). (solo K2O e P2O5) di fondo
Questa strumentazione registra le variabili
ogni 15 minuti a 2 livelli di profondità per Applicazione annuale
Solo compost (ACFa) a una dose di 10 tss/ha (1 kgss/m2). C_10
ciascuna stazione: -15 cm e -30 cm dalla e successivo e interramento
superficie. Il confronto tra queste variabili
e quelle climatiche della zona, serviranno Gestione aziendale (Farm Management)
FM Concimazione minerale di fondo
Controllo non ammendato, solo concimazione minerale di fondo.
a capire come le matrici influenzano la
temperatura e il contenuto idrico dei suoli TAB. 1 ENOCHAR
trattati. Le matrici distribuite sono state Descrizione delle matrici del progetto.
campionate e caratterizzate per umidità, Rif. Greggio N. et al. (2019). “Theoretical and unused potential for residual biomasses in the Emilia-Romagna Region (Italy) through a revised and portable framework
sostanza secca, ceneri e per macro e micro for their categorization”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 112, 590-606.
elementi, i risultati sono oggetto di una
tesi di laurea in corso di svolgimento. per lo studio degli effetti agronomici e Moreno Toselli2, Alessandro Rombolà3,
ambientali del biochar in agricoltura. Il Daniele Fabbri3, Ivano Vassura4,
proposito è quello di raccogliere e gestire Giovanni Nigro5, Paola Tessarin5,
le conoscenze acquisite, mostrare quali Rosa Prati6, Silvia Buzzi6
La piattaforma Ichar degli effetti si producono in diverse condizioni, 1. Centro interdipartimentale di ricerca per le
esperimenti di lungo termine promuovere lo scambio delle informazioni Scienze ambientali, Università di Bologna
e progettare le prossime iniziative. 2. Dipartimento di Scienze e tecnologie agro-
alimentari, Università di Bologna
L’avvio di Enochar ha permesso di 3. Dipartimento di Chimica “Giacomo
attivare delle importanti collaborazioni. Nicolas Greggio1, Carlotta Carlini1, Ciamician”, Università di Bologna
Assieme alla Associazione italiana Alessandro Buscaroli1, Denis Zannoni1, 4. Dipartimento di Chimica industriale “Toso
per il biochar Ichar (www.ichar.org), Antonio Primante1, Diego Marazza1, Montanari”, Università di Bologna
l’Università di Bologna sta avviando una Giovambattista Sorrenti2, 5. Crpv, Faenza (RA)
mappatura dei progetti di lungo termine Gianluca Allegro2, Ilaria Filippetti2, 6. Caviro sca e Caviro Extra, Faenza (RA)
45ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
CALORE E BIOCHAR
DAGLI SCARTI DI VITICOLTURA
CRPV E UNIVERSITÀ DI MODENA E REGGIO EMILIA HANNO TESTATO MICRO IMPIANTI DI
GASSIFICAZIONE DI PICCOLA SCALA ALIMENTATI A PELLET DI SARMENTI DI VITE. QUESTO
PERMETTE LA PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA, CON LA PRODUZIONE DI BIOCHAR COME
SCARTO, DA REIMPIEGARE NEI TERRENI COME SISTEMA PER IL SEQUESTRO DEL CARBONIO.
BIOMASSE E BIOCHAR
I
n questo periodo, girando nelle I sarmenti di vite si presentano come un apposita ordinanza del Sindaco competente
nostre campagne è possibile vedere combustibile di difficile movimentazione per territorio”.
i contadini impegnati nella potatura in coclee, nastri e valvole: questo deriva Il Crpv (Centro ricerche produzioni
stagionale dei vigneti. Questa operazione dalla natura di arbusto rampicante vegetali), in collaborazione con il Bio
è di fondamentale importanza per propria della Vitis vinifera. Energy Efficiency Laboratory del
garantire una produzione stabile e Le soluzioni a oggi impiegate sono dipartimento di Ingegneria “Enzo
abbondante di grappoli di uva nell’anno. principalmente due: trinciatura o Ferrari” dell’Università di Modena e
Vi è però un’altra faccia della medaglia, combustione in campo. Il primo Reggio Emilia, ha messo a punto una
meno nota e meno virtuosa. processo introduce la pericolosità della soluzione alternativa.
La potatura produce ogni anno ingenti proliferazione di patogeni nel materiale Si è validato l’utilizzo di micro impianti
quantitativi di sarmenti di vite che, a trinciato; la seconda opzione, spesso di gassificazione di piccola scala per la
oggi, non hanno una filiera ben definita vista attuare nelle nostre campagne, produzione in loco di energia elettrica,
per lo smaltimento. Le problematiche produce combustioni non controllate termica e biochar alimentati a pellet di
che hanno, negli anni, impedito di che introducono in atmosfera ingenti sarmenti di vite.
trovare un sistema di smaltimento ad alto quantitativi di polveri e composti organici Si è testata una filiera basata sulla
valore aggiunto sono varie: i quantitativi volatili. produzione di ballette di sarmenti,
prodotti sono sufficientemente elevati per A tal proposito si è espresso il legislatore seccate naturalmente in aria e poi
generare un problema, ma non sufficienti con il decreto legge n. 91 del 24 giugno macinate per la produzione di pellet. Il
a giustificare costose soluzioni da 2014: la bruciatura in campo di questo peso del pellet in uscita dalla pellettatrice
applicare a una singola azienda agricola; tipo di residui viene regolamentata è pari a circa un terzo del peso delle
i sarmenti sono potati a macchina e in questo modo: “di tale materiale è ballette umide introdotte nel sistema. Si
parzialmente a mano, lasciati poi in consentita la combustione in piccoli cumuli può stimare la resa di circa 1 tonnellata di
campo. Questo impone l’adozione di e in quantità giornaliere non superiori a tre pellet per ettaro coltivato.
macchinari e di processi non presenti metri steri (equivalenti a tre metri cubi di Il pellet così prodotto diviene
nella routine del viticoltore per poterli materiale, comprensivi dei vuoti) per ettaro combustibile per un micro-gassificatore
raccogliere. nelle aree, periodi e orari individuati con PP30 prodotto dall’azienda californiana
1
46ECOSCIENZA Numero 2 • Anno 2020
All Power Labs. Questi sistemi sfruttano
un processo di piro-gassificazione per
convertire il combustibile legnoso
in un gas che alimenta un gruppo
motogeneratore. L’impiego di
gassificatori fornisce un nuovo mercato
alla filiera del pellet industriale, a oggi
vietato in piccoli impianti a favore di
pellet di qualità A1. Il gassificatore,
così alimentato è stato testato
ininterrottamente per settimane, al
fine di individuare le reali performance
della macchina se impiegata all’interno
della filiera vitivinicola. La potenza
massima è di 25 kW elettrici, con un
consumo di circa 1,1 kg di pellet per
kWh elettrico prodotto. La potenza può
essere parzializzata fino a un minimo
di 3-5 kW. Il sistema è pensato per
2
la produzione di energia termica, in
quantità doppia rispetto a quella elettrica.
Questa potrà essere usata all’interno
dell’azienda agricola integrando il circuito
Chp (combined heat and power) con il
sistema esistente di acqua calda sanitaria.
Infine, i reattori di gassificazione
producono, come materiale di scarto
il biochar, un carbone ad altissima
porosità (fino a 300 m2/g) che può essere
reimpiegato nei terreni come sistema per
il sequestro del carbonio. Il carbonio di
cui è fatto il char originariamente era dei
sarmenti e prima ancora era in atmosfera.
La pianta lo ha infatti sfruttato per
produrre il legno di cui è composta. In
3
questo modo, impiegando gassificatori e
riutilizzando il char possiamo “pompare” queste condizioni, il ritorno economico
carbonio dall’atmosfera ai terreni, dell’investimento si posiziona tra il
invertendo il cambiamento climatico. Il quinto e il sesto anno, a fronte di un costo
biochar aiuta inoltre la coltura grazie alla totale di circa 150.000 euro.
sua capacità di trattenere acqua e nutrienti. Ulteriori studi stanno mostrando
impieghi più sofisticati del char. In
A coronare lo studio si è impostata esso viene infatti immobilizzato il
un’analisi economica, che preveda un uso rame presente dei sarmenti a seguito
dell’impianto PP30 di 8 ore al giorno, dei trattamenti. Questo significa che
5 giorni a settimana e 45 settimane la gassificazione permette di trattenere
l’anno, per un totale di 1.800 ore annue. il rame nella fase solida e non di
Questo scenario prevede che l’energia disperderlo nei gas prodotti. La stessa
elettrica generata alimenti, in buona 4
cosa non può essere detta per il caso
parte, la pellettatrice, la quale produce competitor di combustione diretta in ambire a impiegare logiche di scala,
una quantità di pellets quadrupla rispetto campo. Adottando questo sistema si può adottando impianti più grandi e
a quanto necessario ad alimentare il ipotizzare di recuperare il rame grazie aumentando il margine di guadagno sul
gassificatore. Il calore viene usato per
a un lavaggio “acido” del char e a una kg di sarmento processato.
la cogenerazione e il pellet in eccesso
deposizione del rame in soluzione. Potrebbero infine restituire ai coltivatori
venduto come combustibile di media
il biochar da spandere nei vigneti,
qualità ideale per caldaie industriali. In
Questo studio ha dimostrato come si aumentando la resilienza del nostro
possano generare filiere virtuose che sistema agricolo allo stress idrico che si
permettano ai coltivatori diretti di presenta in modo sempre più severo negli
avere alternative valide alle pratiche di ultimi anni.
1 Ordinamento sarmenti e raccolta tramite
rotoimballatrice. combustione e diretta in campo. Un
2 Pellettatrice. ruolo fondamentale e accentratore in
futuro potrebbero averlo le cantine e i Simone Pedrazzi, Giulio Allesina
3 Gassificatore Apl PP30 e relativo schema
di funzionamento. consorzi, che se si proponessero per il Dipartimento di Ingegneria Enzo Ferrari,
4 Biochar. conferimento dei sarmenti potrebbero Università di Modena e Reggio Emilia
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