NUOVE SOLUZIONI TECNICHE PER LA MITIGAZIONE DEI RISCHI LEGATI ALLA DISTRIBUZIONE DI PRODOTTI FITOSANITARI - PROF. P. BALSARI DISAFA, UNIVERSITÀ DI ...
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NUOVE SOLUZIONI TECNICHE PER LA MITIGAZIONE DEI RISCHI LEGATI ALLA DISTRIBUZIONE DI PRODOTTI FITOSANITARI Prof. P. Balsari DiSAFA, Università di Torino
COSA FA IL GRUPPO DI RICERCA CROP PROTECTION TECHNOLOGY Dal 1996 all'interno del DISAFA – Università di Torino opera il Gruppo di ricerca Crop Protection Technology. Il Gruppo, coordinato dal Prof. Paolo Balsari, dispone del Laboratorio Crop Protection Technology una struttura coperta di circa 600 m²
COSA FA IL GRUPPO DI RICERCA CROP PROTECTION TECHNOLOGY - un tunnel esterno di 250 m²
COSA FA IL GRUPPO DI RICERCA CROP PROTECTION TECHNOLOGY - un’area di prova all'aperto di circa 3500 m² per le prove sulla deriva
COSA FA IL GRUPPO DI RICERCA CROP PROTECTION TECHNOLOGY PRINCIPALI ATTIVITA’ CONDOTTE: 1. Messa a punto di norme nazionali ed internazionali che riguardano le prestazione e i requisiti costruttivi delle macchine irroratrici e dei loro componenti. 2. Progettazione, realizzazione e verifica sperimentale di macchine irroratrici e sistemi di distribuzione innovativi e di banchi prova per la verifica funzionale delle irroratrici in uso. 3. Assistenza tecnica, formazione, didattica universitaria.
COSA FA IL GRUPPO DI RICERCA CROP PROTECTION TECHNOLOGY PRINCIPALI ATTIVITA’ CONDOTTE: 4. Ricerche di base e applicate finanziate dal settore pubblico e privato nazionale e internazionale. 5. Certificazione delle prestazioni delle macchine irroratrici nuove di fabbrica e dei relativi componenti. 6. Coordinamento del controllo funzionale periodico delle macchine irroratrici in uso. Il Laboratorio Crop Protection Technology è inoltre in possesso dal dicembre 2010 dell’accreditamento ACCREDIA numero 1146 per i Laboratori di prova.
I RISCHI LEGATI ALLA FASE DI DISTRIBUZIONEDEI PRODOTTI FITOIATRICI LE PERDITE DI PRODOTTO – COLTURE ARBOREE perdite per deriva perdite per e oltre il bersaglio evaporazione (4-6%) (10-15%) sul bersaglio (20-55%) perdite a terra (30-60%)
IL PROBLEMA DELL’INQUINAMENTO DA FITOFARMACI POSSIBILI FORME DI INQUINAMENTO DA FITOFARMACI PUNTIFORME DIFFUSO (trasporto, stoccaggio, preparazione, distribuzione, (Deriva, Run-off) lavaggio)
Stima dell’incidenza delle diverse forme di inquinamento delle acque superficiali da prodotti fitosanitari 5% Deriva Sorgenti di 30 % inquinamento Run-off diffuso Inquinamento puntiforme Run-off > 50 % Deriva Riempimento Sorgenti di e lavaggio inquinamento irroratrici, puntiforme Drenaggio smaltimento reflui (da Roettele, 2012)
ESEMPIO DI INQUINAMENTO PUNTIFORME
ESEMPIO DI INQUINAMENTO DIFFUSO (DERIVA) DOVUTO AD UNA INADEGUATA REGOLAZIONE DELLA MACCHINA
Alcune recenti soluzioni tecniche sviluppate dal DiSAFA ‘’Crop Protection Technology’’ – Università di Torino 1) UGELLO PNUEMATICO ANTIDERIVA (Prima realizzazione mondiale in collaborazione con la Ditta CIMA) 2) Banchi e metodologia di prova per la classificazione delle macchine irroratrici in funzione della deriva da loro prodotta 3) Sviluppo di un software per la valutazione del rischio deriva
1. UGELLO PNEUMATICO ANTIDERIVA Principali tipologie di ugelli Per pressione Pneumatici Centrifughi Dimensione gocce Dimensione gocce Dimensione gocce Da 80 a oltre 1000 µm Da 40 a 100 µm Da 40 a 150 µm RISCHIO DERIVA RISCHIO DERIVA RISCHIO DERIVA MEDIO RIDOTTO (grazie a impiego di Ma possibilità di ridurre ugelli antideriva) ELEVATO velocità di rotazione
DOSA – PRIMO UGELLO PNEUMATICO ANTIDERIVA Realizzato in collaborazione con DiSAFA – Crop Protection Technology – Università di Torino
DOSA – PRIMO UGELLO PNEUMATICO ANTIDERIVA Principio di funzionamento Aria Uscita liquido Posizione 1 → gocce piccole (60 ─ 70 µm) Posizione 2 → gocce medie (150 µm) 1 2 Posizione 3 → gocce grandi (250 µm) 3 Spostando la posizione di uscita del liquido si raggiungono minori velocità dell’aria che portano a produrre gocce più grandi
DOSA – PRIMO UGELLO PNEUMATICO ANTIDERIVA
Metodologia di prova • Misura della velocità dell’aria lungo l’asse longitudinale dei ugelli Testo 400 Anemometer
Misura della velocità dell’aria lungo l’asse longitudinale dei ugelli (RISULTATI OTTENUTI) Regime Regime RPM REVS RPM Banco CIMA Banco CIMA 350 400 400 450 450 500 500 550
Dimensione delle gocce ottenute con diverse posizioni del punto di erogazione del liquido e confronto con quelle generate da ugelli a polverizzazione per pressione V100 50 µm 100 % 100 µm ATR lilac (Albuz) DG 80015 (Teejet) 200 µm AVI 80015 (Albuz) 300 µm ATR lilac (Albuz) DG 80015 (Teejet) AVI 80015 (Albuz) AI 6503 (Teejet) 0% 400 µm AI 6503 (Teejet)
2. SVILUPPO DI BANCHI E DI METODOLOGIA DI PROVAPER LA CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA DERIVA CHE COSA SI INTENDE PER DERIVA? DERIVA :“Il movimento del fitofarmaco nell’atmosfera dall’area trattata verso qualsivoglia sito non bersaglio, nel momento in cui viene operata la distribuzione” (ISO 22866)
2. SVILUPPO DI BANCHI E DI METODOLOGIA DI PROVAPER LA CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA DERIVA Rischi legati alla deriva del prodotto fitoiatrico CONTAMINAZIONE AL DI FUORI DELL’AREA TRATTATA COLTURE TRATTATE Corso d’acqua, riserva naturale, etc.
2. SVILUPPO DI BANCHI E DI METODOLOGIA DI PROVAPER LA CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA DERIVA Rischi legati alla deriva del prodotto fitoiatrico Contaminazione degli astanti Coltura trattata Aree abitate, scuole, parchi giochi, etc.
2. SVILUPPO DI BANCHI E DI METODOLOGIA DI PROVAPER LA CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA DERIVA DIVERSE NAZIONI HANNO GIA’ DA ANNI INIZIATO A ‘’CLASSIFICARE ‘’ LE MACCHINE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA LORO CAPACITA’ DI RIDURRE LA DERIVA ‘’SDRT’’
CHE COSA PREVEDE L’ATTUALE NORMATIVA INTERNAZIONALE SULLA DERIVA DUE NORME ISO ISO DIS 22369 MODALITÀ DI CLASSIFICAZIONE DELLE ISO 22866 MACCHINE IRRORATRICI IN MODALITÀ DI FUNZIONE DELLA DELLA MISURA DELLA DERIVA MISURATA SECONDO DERIVA IN CAMPO LA ISO 22866 O ALTRE NORME EQUIPARABILI
LIMITI DELLA METODOLOGIA ISO 22866 • Complessità delle condizioni di prova • Tempi lunghi (>1 giorno per prova) e costi elevati per l’esecuzione delle prove • Scarsa oggettività dei risultati fortemente condizionati dalle condizioni ambientali (in particolare dalla velocità e direzione del vento) al momento di ciascuna prova
LA CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA DERIVA DEVE ESSERE EFFETTUATA SECONDO CRITERI DI: - OGGETTIVITÀ DEI RISULTATI - RIPETIBILITÀ DELLE PROVE - SOSTENIBILITÀ DEI COSTI
LIMITI DELLA METODOLOGIA ISO 22866 AI FINI DELLA CLASSIFICAZIONE DELLE IRRORATRICI IN FUNZIONE DELLA DERIVA GENERATA OLTRE 1000 MODELLI DI IRRORATRICI PRODOTTI IN ITALIA ESIGENZA DI SVILUPPARE UNA METODOLOGIA DI PROVA PIÙ SEMPLICE ED OGGETTIVA
LA PROPOSTA DiSAFA – UNIVERSITÀ DI TORINO METODOLOGIA PER CLASSIFICARE LE BARRE IN FUNZIONE DELLA DERIVA ISO 22866 Valore assoluto – determinato in campo in condizioni di vento definite (necessario per certificazione agrofarmaci) Proposta Disafa Valore relativo in funzione della quantità di miscela erogata recuperata, in assenza di vento, su un apposito banco prova
IL BANCO PROVA SVILUPPATO DAL DiSAFA PER LA MISURA DELLA DERIVA POTENZIALE GENERATA DALLE BARRE IRRORATRICI 3 ripetizioni per prova Palo Scia di gocce verticale (deriva potenziale) Banco prova con captatori artificiali Max velocità del vento: < 0.5 m/s Velocità media del vento: < 0.3 m/s
31 –4 2– Raccolta – Posizionamento – Irrorazione Banco prova captatori captatori e scopertura in posizione e per analisi captatori di lavoro copertura banco prova
IL BANCO PROVA SVILUPPATO DAL DiSAFA PER LA MISURA DELLA DERIVA POTENZIALE GENERATA DALLE BARRE IRRORATRICI La proposta da parte del Disafa Unito di impiegare il banco prova per misurare la deriva potenziale si è già tradotta nella realizzazione di una norma ISO ( ISO 22401 del 2015) Necessità di sviluppare una metodologia simile per la valutazione della deriva potenziale generata anche dagli atomizzatori
MISURA DELLA DERIVA POTENZIALE GENERATA DALLE BARRE IRRORATRICI La metodologia di prova è già norma ISO
Proposta di metodologia per la misura della deriva potenziale generata dagli atomizzatori O Stazione meteo S N = 0°azimuth Sistema E automatico di Velocità massima del vento scopertura delle capsule 1m s-1 dopo 4 s - Solamente un lato Banco prova dell’irroratrice attivato - Soluzione di tracciante giallo–Tartrazine E102- - Distanza tra il foro di uscita degli ugelli ed il banco prova: 1.5 m - Inizio della distribuzione con la macchina 20 m prima del banco e interruzione 20 m 5 ripetizioni dopo il banco - 40 capsule Petri utilizzate in ogni ripetizione -ALLA FINE DELLE PROVE- Analisi di laboratorio per determinare la quantità di tracciante recuperata
Misura della deriva potenziale generata dagli atomizzatori
Prove per la misura della deriva potenziale generata dagli atomizzatori Analisi di laboratorio per determinare la quantità di tracciante raccolta dai captatori (le stesse procedure per entrambe le metodologie impiegate nelle prove -diretta & indiretta-) e costruire le curve di deposizione. Calcolo dei valori di deriva potenziale (DPV) = ∗ =1
Misura della deriva potenziale generata dagli atomizzatori CALCOLO DELLA DERIVA POTENZIALE (DPV) = ∗ =1 • DPV è il valore di deriva potenziale utilizzato come numero adimensionale • Di è il deposito presente sul singolo captatore, espresso in µL cm-2 • n è il numero di captatori (40) • Coeff è il coefficiente basato sulla curva di deposizione cumulativa ottenuta dal deposito misurato in ogni singolo captatore.
Misura della deriva potenziale generata dagli atomizzatori CALCOLO DELLA DERIVA POTENZIALE: (Coefficiente di calcolo) A B Configurazione A: Configurazione B: 3.5+4.5+5.5+6+6.5+7.5+8.5+10+12.5+16 1.5+2+2+2.5+3+3.5+4+4.5+6+15 Coeff = 80.5 Coeff = 44.0 Più elevato è il deposito in corrispondenza della sorgente di erogazione , minore è il coefficiente applicato nel calcolo della deriva potenziale (DPV).
Misura della deriva potenziale generata dagli atomizzatori CALCOLO DELLA DERIVA POTENZIALE: Percentuale di riduzione della deriva rispetto ad un valore di riferimento ottenuto con l’ugello ATR e impiegando aria alta Ugello AI + aria bassa (L) Ugello convenzionale Ugello AI + aria alta (H) Confronto tra riduzione della deriva determinata utilizzando la metodologia ISO 22866 e applicando la nuova metodologia che prevede l’impiego di un apposito banco prova
3. IL SOFTWARE SPRAY DRIFT MANAGER (Software per la valutazione del rischio deriva) REALIZZATO NELL’AMBITO DEL PROGETTO TOPPS Sarà disponibile anche in versione smartphone
SPRAY DRIFT MANAGER (Software per la valutazione del rischio deriva) Tre versioni barre irroratrici atomizzatori atomizzatori da da frutteto vigneto OBIETTIVI ✓Definizione in tempo reale dell’entità del rischio di deriva in specifiche condizioni operative (climatiche e agroambientali) ✓Guida alla scelta dei parametri operativi dell’irroratrice per limitare il rischio di deriva
SPRAY DRIFT MANAGER www.topps-drift.org
SPRAY DRIFT MANAGER www.topps-drift.org
SPRAY DRIFT MANAGER
SPRAY DRIFT MANAGER
SPRAY DRIFT MANAGER
SPRAY DRIFT MANAGER Stampa della scheda riassuntiva finale
Per ulteriori informazioni: - http://www.topps.unito.it - http://www.laboratorio-cpt.to.it/
Nuovi progetti Europei sul tema della distribuzione dei fitofarmaci a cui partecipa il Crop Protection Technology del DiSAFA – Università di Torino - 1) Progetto OPTIMA - 2) Progetto INNOSETA - 3) Progetto LIFE PERFECT
1) PROGETTO OPTIMA Cosa è OPTIMA? - Progetto finanziato dal programma dell’Unione Europea di ricerca e innovazione Horizon 2020 - OPTIMA è l’acronimo di ‘’OPTimised Integrated Pest Management’’ Obiettivo del progetto - Ha lo scopo di sviluppare un sistema di gestione integrata delle malattie (IPM) rispettoso dell'ambiente per rilevare e controllare con precisione le patologie delle piante riferito nello specifico a frutteti, vigneti ed alle coltivazioni di ortaggi in pieno campo. - L’avanzato sistema IPM di OPTIMA sarà costituito da 4 punti fondamentali (Previsione, Individuazione, Selezione e Applicazione)
1) PROGETTO OPTIMA Obiettivo del progetto Obiettivi specifici: • Ottimizzare i modelli di previsione delle patologie delle piante e sviluppare dei metodi avanzati per l’individuazione precoce della malattia. • Valutare e analizzare i prodotti fitosanitari biologici e sintetici e esaminare i meccanismi di resistenza di piante e agenti patogeni per un controllo efficace della malattia • Migliorare e sviluppare tecniche innovative di distribuzione di precisione • Testare e validare i nuovi elementi IPM proposti in condizioni di pieno campo • Valutare gli impatti e i rischi sanitari, ambientali e socio- economici del sistema IPM proposto
1) PROGETTO OPTIMA Il consorzio OPTIMA combina competenze multidisciplinari e risorse provenienti dall'industria, dal mondo accademico e dalla ricerca. È costituito da sedici (16) partner che rappresentano università, istituti di ricerca, PMI industriali e ICT, un'importante associazione industriale e organizzazioni di consumatori provenienti da sette (7) paesi dell'UE. Chi partecipa ad OPTIMA: ITALIA: - DiSAFA – Università di Torino - Terre da vino FRANCIA: - IRSTEA - INVENIO - AGROCAMPUS SPAGNA: - UPC (Università della Catalogna – Barcellona) GRECIA: - CERTH IBO
2) PROGETTO INNOSETA Cosa è INNOSETA? - Progetto finanziato dal programma dell’Unione Europea di ricerca e innovazione Horizon 2020 -SETA = acronimo di “Spraying Equipment, Training and Advising” e fa riferimento all’innovazione delle attrezzature, della formazione e della consulenza nel campo della protezione delle colture. Obiettivo del progetto - INNOSETA, attraverso una specifica piattaforma online (SETA), vuole promuovere un approccio interattivo alla comunicazione, all'interazione, alla condivisione delle conoscenze e allo stimolo dell'innovazione a livello europeo. Scambio efficace di idee ed informazioni fra l’industria, la ricerca e il mondo agricolo grazie ad un network tematico, innovativo ed autosufficiente, in grado di colmare il divario esistente tra la disponibilità di nuove tecnologie per la protezione delle colture e le pratiche agricole adottate a livello europeo
2) PROGETTO INNOSETA Chi partecipa ad INNOSETA (14 Partners): Università di Barcellona (Coordinatore del Progetto) Università di Atene CERTH IBO (Grecia) DiSAFA – Università di Torino AGENSO CEMA Confagricoltura COPA COGECA European Crop Protection IFV (Francia) ILVO UPA ZLTO Visavi
2) PROGETTO INNOSETA INNOSETA si basa su un “approccio multilaterale” basato su sette “hub” di innovazione nazionali che comprendono organizzazioni di produttori, cooperative, associazioni di agricoltori e l’agroindustria. I sistemi colturali considerati da INNOSETA si differenziano in funzione delle specificità agro- climatiche di ciascuno dei sette hub nazionali. Hub nazionali Colture 1. Spagna Frutteti, vigneti, colture in serra 2. Italia Frutteti, vigneti, cereali 3. Francia Frutteti, vigneti, cereali 4. Grecia Frutteti, vigneti, colture in serra 5. Olanda, Belgio Cereali, ortaggi, colture in serra 6. Svezia Cereali, ortaggi, frutteti 7. Polonia Cereali, ortaggi, frutteti
2) PROGETTO INNOSETA INNOSETA si interfaccia con gli operatori attraverso: • workshop interattivi e multi attore organizzati in ciascun “hub” nazionale per la divulgazione delle soluzioni SETA individuate dal progetto e la raccolta delle idee e delle necessità di base; • incontri internazionali (per lo scambio di informazioni, la raccolta di idee e la promozione di collaborazioni internazionali nell’ambito delle innovazioni sul tema dei SETA) • eventi di intermediazione a Bruxelles per promuovere eventuali nuovi progetti di ricerca ed attività di disseminazione • Una piattaforma online
3) PROGETTO LIFE PERFECT Cosa è LIFE PERFECT? - Progetto LIFE 17 finanziato dall’Unione Europea PERFECT: E’ l’acronimo di “PEsticide Reduction using Friendly and Environmentally Controlled Technologies” Obiettivo del progetto - L'obiettivo generale è dimostrare la riduzione della contaminazione dell’ambiente ad opera dei fitofarmaci e dei loro metaboliti nell'aria usando strumenti per la Regolazione ottimale del volume distribuito (OVRA) e strumenti per la riduzione della deriva (SDRT) - Inoltre verrà sviluppata una nuova tecnologia ultra-rapida e sensibile per l'analisi delle conseguenze dell’applicazione fitofarmaci dal punto di vista sanitario.
3) PROGETTO LIFE PERFECT Obiettivi specifici: • Dimostrare la possibilità di riduzione della quantità di prodotti fitosanitari distribuiti utilizzando i più recenti strumenti OVRA sia in vigneto (con lo strumento ‘Dosavina’) sia negli agrumeti (con lo strumento ‘CytrusVol’) • Dimostrare la riduzione di prodotti fitosanitari in atmosfera utilizzando gli strumenti per la riduzione della deriva quali lo strumento di valutazione della deriva ‘TOPPS- PROWADIS’, il banco prova per la verifica del profilo di distribuzione verticale e le tecniche di riduzione della deriva (deflettori dell’aria, ugelli AI ecc..) • Implementare la conoscenza degli agricoltori, dei tecnici, dei responsabili governativi sugli strumenti OVRA e SDRT e sulle tecniche per sviluppare una produzione sostenibile dal punto di vista ambientale • Ottenere delle tecniche di distribuzione con emissioni ridotte in atmosfera e con un ridotto impatto ambientale basate sull’impiego degli strumenti OVRA e SDRT. • Modificare, dimostrare e verificare che uno strumento sviluppato attraverso il progetto LIFE 12 possa essere modificato ed utilizzato per misurare direttamente la deriva
3) PROGETTO LIFE PERFECT Obiettivi specifici (continua): • Identificare i prodotti chimici o i contaminanti secondari derivanti dalla degradazione atmosferica dei fitofarmaci ed i composti utilizzati nella loro formulazione che mettono a rischio la salute umana e l’ambiente a causa della loro elevata tossicità • Identificare i prodotti chimici o i biomarcatori dei campioni biologici per ottenere una migliore conoscenza della loro concentrazione • Promuovere l’implementazione della Direttiva 128/2009 nei Paesi del Mediterraneo per realizzare un uso sostenibile dei fitofarmaci e assicurare un elevato livello di protezione della salute umana e dell’ambiente secondo il REACH
3) PROGETTO LIFE PERFECT Chi partecipa a PERFECT: ITALIA: - DiSAFA – Università di Torino SPAGNA: - UPC (Università della Catalogna – Barcellona) -CEAM ( Coordinatore) -CACV -FISABIO. -IVIA. -SEADM.
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