Tecnologie innovative per un utilizzo efficiente dell'energia in serra

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Review n. 7 – Italus Hortus 15 (1), 2008: 25-36

Tecnologie innovative per un utilizzo efficiente dell’energia in serra
Sjaak Bakker1*, Steven Adams2, Thierry Boulard3, Juan Ignacio Montero4
1
  Wageningen UR Greenhouse Horticulture, P.O. Box 16, 6700 AA Wageningen (Olanda)
2
  Warwick HRI, University of Warwick, Wellesbourne, Warwick, CV35 9EF (Regno Unito)
3
  INRA-URIH, 400, Route des Chappes, BP 167, 06 903 Sophia Antipolis (Francia)
4
  IRTA, Centre de Cabrils, Ctra. Cabrils s/n, 08348 Barcelona (Spagna)
Ricevuto 22 gennaio 2008; Accettato 29 febbraio 2008

                                                              serra è ottenere il massimo profitto economico, l’uti-
                                                              lizzo finale dell’energia deve necessariamente tener
Innovative technologies for an effi-

                                                              conto del bilancio fra ricavi e costi, specifico di ogni
cient use of energy

                                                              regione: ad es., per la Finlandia il consumo totale di
                                                              energia è stato stimato intorno a 1.900 MJm-2 all’anno
Abstract. Efficient use of energy in greenhouses

                                                              (Olofsson et al., 2006), per l’Olanda a 1.500 MJ m-2
has been subject of research and development for

                                                              (van der Knijff et al., 2004) e per il sud dalla Francia
decades. The final energy efficiency, e.g. the amount

                                                              a 500-1.600 MJ m-2 (Vésine et al., 2007).
of energy used per unit of product, is the determined

                                                                  Inoltre, con l’attuale e spiccato interesse per il
by improvements in energy conversion, reductions in

                                                              riscaldamento globale e i cambiamenti climatici, l’uti-
energy use for environmental control and the efficien-

                                                              lizzo di combustibili fossili è nuovamente all’atten-
cy of crop production. The new European targets on

                                                              zione della comunità internazionale e del mondo poli-
reduction of CO2 emission have resulted in a renewed

                                                              tico, come testimoniato anche da Al Gore nel recente
interest in innovative technologies to improve energy
efficiency in greenhouses designed for North- as well

                                                              film “An inconvenient truth” (Una verità scomoda).
as South European regions. In this paper an overview

                                                              In seguito al protocollo internazionale di Kyoto molti
of the recent developments is presented from both the

                                                              governi hanno fissato i livelli di emissioni massime di
Northwest European as well as the Mediterranean

                                                              CO2 per i diversi comparti industriali, ad esempio, in
perspective. The developments range from new modi-

                                                              Olanda l’obiettivo è di ridurre del 30% le emissioni di
fied covering materials, innovative and energy conser-

                                                              CO2 nel 2020 rispetto al 1990. Di conseguenza, anche
vative climate control equipment and plant response

                                                              l’industria serricola è di fronte a pressioni economi-
based control systems, to integrated energy efficient

                                                              che, politiche e sociali tese alla riduzione dei consumi
greenhouse designs.

                                                              e all’incremento dell’efficienza energetica.
                                                                  Semplificando, ci sono due vie per migliorare l’ef-
Key words: greenhouse, energy consumption,

                                                              ficienza energetica in serra: ridurre l’energia in
energy efficiency, innovative technologies.

                                                              ingresso nel sistema e incrementare la produzione per
Introduzione
                                                              unità di energia. La prima soluzione prevede due stra-
                                                              tegie: l’impiego di tecnologie per una più efficiente
    Dopo la prima “crisi energetica”, avvenuta tra il
                                                              conversione delle sorgenti energetiche, al fine di mas-
1973 e il 1986, quando il calo degli approvvigiona-
                                                              simizzare la quota parte di energia utile (per es. riscal-
menti causò il primo significativo incremento del
                                                              damento, raffrescamento, illuminazione), e la riduzio-
prezzo del petrolio, l’utilizzo dell’energia in serra (fig.
                                                              ne delle dispersioni energetiche nell’ambiente.
1) è diventato nuovamente uno dei principali argo-
                                                              L’incremento della produzione per unità di energia
menti di ricerca.
                                                              può essere raggiunto in molti modi, specialmente in
    Ridurre i costi energetici torna ad essere una
                                                              condizioni di crescita sub-ottimali. Il miglioramento e
necessità primaria in quanto rappresentano una consi-
                                                              la razionalizzazione dei sistemi di irrigazione, nutri-
stente quota del costo totale di produzione. Per l’Italia
                                                              zione, controllo di malattie e infestanti, ecc., nonché il
è stato stimato che l’energia utilizzata per il condizio-
                                                              migliore utilizzo dell’area disponibile per la coltiva-
namento delle serre incida già per il 20-30% del costo
                                                              zione in serra comportano di fatto un incremento della
totale di produzione (De Pascale e Maggio, 2004),
                                                              produzione e dell’efficienza energetica.
mentre in Francia risulti pari al 12-14% (Boulard,
                                                                  Concentrare l’attenzione solamente sull’efficienza
2001) e, nel caso degli ortaggi, al 22%, dato compara-
                                                              energetica, senza considerare l’energia totale utilizza-
bile con quello del nord Europa (van der Knijff et al.,
                                                              ta, potrebbe causare inaspettate e, da un punto di vista
2004). Poiché l’obiettivo finale della produzione in
                                                              ambientale, indesiderate conseguenze. Nell’area

                                                                                                                     25
Bakker et al.

                                     Fig. 1 - Uso dell’energia nella serricoltura Europea.
                                   Fig. 1 - Energy use in European greenhouse horticultur.

mediterranea, il riscaldamento è attualmente utilizzato              In Italia, Francia, Regno Unito e Olanda il consu-
anche per ottenere anticipi di produzione e raccolti             mo totale di energia e le relative emissioni di CO2 evi-
costanti in termini quantitativi e qualitativi (Baudoin,         denziano fluttuazioni poco significative nonostante gli
1999), portando da un lato, a un’elevata efficienza              sforzi attuati in campo serricolo per migliorare l’effi-
energetica ma, dall’altro, ad elevati consumi (Boulard,          cienza energetica: esempio, in Olanda le emissioni di
2001, Vésine et al., 2007). In tali regioni, anche i pro-        CO2 nel 2004 sono state di 6,44 milioni di tonnellate,
grammi di produzione intensiva che prevedono il con-             rispetto ai 6,76 del 1990 (van der Knijff et al., 2004).
trollo di altri parametri climatici (esempio tramite ero-        È da segnalare, tuttavia, che l’efficienza energetica in
gazione di CO 2 o illuminazione supplementare)                   serra è gradualmente migliorata, principalmente per
(Boulard, 2001), nonché l’utilizzo di sistemi di raffre-         effetto dell’incremento delle produzioni.
scamento per estendere il periodo di crescita nei                    La sfida maggiore consiste nel trovare la strada
periodi più caldi (De Pascale e Maggio, 2004), con-              che contemperi il miglioramento dell’efficienza ener-
corrono ad un incremento del consumo energetico.                 getica con la riduzione del consumo di energia globa-
Queste stesse considerazioni sono valide per le regio-           le, da cui dipendono le emissioni di CO2 dell’industria
ni del nord Europa con particolare riferimento agli              serricola. Un sistema efficiente lo si ottiene attraverso
elevati livelli di illuminazione artificiale: esempio,           un processo di ottimizzazione ed è il risultato di un
oltre 200 Wm-2 in Finlandia (Olofsson et al., 2006) e            continuo miglioramento e adattamento dei fattori pro-
più di 100 Wm-2 in Olanda.                                       duttivi alle condizioni limitanti che si possono verifi-

26
Energia in serra

care in un determinato ambiente. In generale, gli           (2%), ad esempio dall’utilizzo di colonne a traliccio.
obiettivi definiti da De Pascale e Maggio (2004) per        Al momento attuale, quindi, un incremento significati-
l’area mediterranea sono validi anche per le regioni        vo della trasmissione luminosa è da attendersi princi-
settentrionali e sono i seguenti: durante il periodo        palmente dalle innovazioni nei materiali di copertura.
autunno/inverno, massimizzare la quantità di radiazio-          Possiamo dividere i materiali di copertura appros-
ne (sia artificiale che naturale) e minimizzare le perdi-   simativamente in tre gruppi: vetro, film plastici e
te di energia; durante il periodo primavera/estate,         laminati di plastica rigida, ciascuno con le proprie
ridurre le alte temperature attraverso il raffrescamen-     caratteristiche rispettivamente per trasmissione della
to. Sistemi di raffrescamento in serra sono stati intro-    luce a differenti lunghezze d’onda, capacità isolante,
dotti perfino in Finlandia (Särkkä et al., 2006). Tutto     ma anche sostenibilità e costo. Per quanto concerne
questo permette di ottimizzare il livello di produzione     l’efficienza energetica e l’utilizzo ottimale della
e conseguentemente l’efficienza energetica in serra         radiazione solare, si deve considerare la trasmissione
per (quasi) tutto l’anno.                                   della luce visibile (o radiazione foto-sinteticamente
    Poiché le tecnologie e le innovazioni nel campo         attiva, Photosynthetically Active Radiation - PAR) e
dell’efficienza energetica delle serre sono numerose,       dell’infrarosso IR (Hemming et al., 2004a). Per il
questo lavoro si concentrerà su diversi aspetti relativi    periodo invernale, si deve puntare a materiali che
alla progettazione di serre energeticamente efficienti,     combinino un’alta trasmissione della radiazione visi-
con particolare riguardo a componenti fondamentali          bile con una bassa trasmittanza della radiazione IR e
come: materiali di copertura, sistemi per il controllo      un alto livello d’isolamento. In questo modo in serra
climatico e sistemi di controllo basati sulla risposta      entra la maggior quantità di energia solare utile per la
delle piante.                                               produzione agricola (“energia verde”) e per l’incre-
                                                            mento di temperatura, mentre viene limitata la perdita
Massimizzare e modificare la radiazione in entrata          di calore. Molti dei film plastici attualmente in uso
nelle serre                                                 sono al di sotto dei livelli considerati ottimali per
                                                            serre energeticamente efficienti, dato che la loro tra-
    Il primo passo per la creazione di serre energetica-    smissione IR è elevata; fa eccezione la membrana
mente efficienti è di massimizzare l’utilizzo della         ETFE di recente introduzione (Hemming, 2005;
radiazione naturale incidente, sia per il positivo          Waaijenberg, et al., 2005).
impatto sulla produzione che per la riduzione dell’e-           Per migliorare ulteriormente la trasmittanza lumi-
nergia supplementare per il riscaldamento. Per la col-      nosa dei materiali, sono stati sviluppati, negli ultimi
tura di pomodoro in Olanda, l’aumento del 10% della         decenni, molti rivestimenti antiriflesso che permetto-
trasmittanza radiativa in serra provocherebbe un            no un incremento del 5-6% della trasmissione della
miglioramento dell’efficienza pari all’8% (Elings et        luce (Hemming et al., 2006a). Tali materiali possono
al., 2005). Un ulteriore miglioramento dell’efficienza      anche ridurre le perdite di luce causate dalla conden-
della serra si può ottenere sia mediante un aumento         sa, altrimenti considerevoli specialmente per i mate-
della trasmissione della luce da parte della struttura      riali plastici. Recenti innovazioni in questo campo
sia attraverso una minimizzazione delle perdite dovu-       riguardano modifiche della struttura superficiale, ad
te alla riflessione, modificando la pendenza del tetto.     es. a forma di micro V, che sono state messe a punto
Nell’Europa meridionale un considerevole aumento            per aumentare l’efficienza dei pannelli solari ma che
della trasmissione luminosa è stato raggiunto aumen-        costituiscono una promettente tecnologia per la coper-
tando l’inclinazione del tetto da valori prossimi a 0°C,    tura delle serre (Sonneveld e Swinkels, 2005a).
tipici di aree con bassa piovosità, a valori intorno a          Benché la trasmissione della radiazione globale sia
30ºC, con effetti positivi sulle colture nei mesi inver-    di primaria importanza, recenti studi dimostrano che
nali (Soriano et al., 2004). Nel Nord Europa, l’adozio-     la luce diffusa è in grado di penetrare più a fondo
ne di componenti costruttive integrate che prevedono        all’interno della copertura vegetale rispetto alla luce
gronde di ridotte dimensioni, ampi pannelli di vetro        diretta. I materiali di copertura che diffondono la luce
(>1,7 m) e telai dipinti di bianco hanno consentito di      in entrata, a parità di livelli di trasmissione globale e
ottenere strutture con limitata intercettazione lumino-     di coibenza, migliorano la produzione delle colture e
sa (Janssen e ‘t Hart, 2006).                               l’efficienza energetica (Pollet et al., 2000; Jongschaap
    Considerando le limitazioni date dalle attuali tec-     et al., 2006; Hemming et al., 2006b). In condizioni di
nologie dei materiali e dalle norme costruttive interna-    elevato irraggiamento solare, può essere considerato
zionali, si possono prevedere solo ulteriori migliora-      l’impiego di lenti di Fresnel per separare la radiazione
menti marginali della trasmissione delle strutture          diretta da quella diffusa e utilizzare il surplus di radia-
                                                                                                                    27
Bakker et al.

zione diretta per la produzione di elettricità (Souliotis    li effetti su quantità e qualità delle produzioni, deter-
et al., 2006).                                               minati dall’aumento di umidità e dalla riduzione di
    In ogni caso, l’effetto positivo di tali innovazioni     illuminazione conseguenti all’impiego degli schermi.
tecnologiche si ha solo se la copertura viene pulita         In questo campo, Dieleman e Kempkes (2006) hanno
regolarmente dato che la trasmissione del materiale si       dimostrato che oltre ai risparmi energetici che si posso-
riduce notevolmente a causa della polvere.                   no ottenere dalla chiusura degli schermi durante la
                                                             notte, un ulteriore 4% di risparmio può essere conse-
Minimizzare le perdite di energia tramite l’utilizzo         guito senza perdite di produzione in pomodoro, ritar-
di schermi termici e di materiali di copertura iso-          dando l’apertura degli schermi fino a che i livelli di
lanti                                                        radiazione solare non raggiunga valori di 50-150 Wm-2.
                                                                 L’evoluzione dei materiali di schermatura riguarda
    Allo scopo di realizzare serre in grado di conservare    principalmente l’isolamento termico e la trasmissione
l’energia è fondamentale incrementare l’isolamento e         di vapore, sia mediante materiali tessuti o con l’utiliz-
ridurre i ricambi d’aria, poiché le perdite per convezio-    zo di materiali con una specifica resistenza al vapore.
ne e irraggiamento dalle pareti della serra e il trasferi-   Materiali di copertura
mento di calore sensibile e latente attraverso la ventila-       Un aumento della capacità di isolamento termico
zione sono i maggiori processi di perdita di energia         delle coperture delle serre ha un elevato impatto sui
nelle serre con sistema di ventilazione naturale.            consumi energetici, ma molte di queste presentano
    Uno schermo termico aggiunge una barriera addi-          svantaggi che riguardano la riduzione della trasmis-
zionale fra l’ambiente della serra e la zona circostante     sione della luce e l’incremento d’umidità. Lo sviluppo
riducendo sia le perdite per ventilazione che per con-       di materiali che combinano alti valori di isolamento
vezione. Inoltre se mobile, lo schermo presenta un           con elevati valori di trasmissione della luce risulta
minor impatto sulla trasmissione della luce rispetto a       essere una delle maggiori sfide. In pratica, il rispar-
schermi fissi o a doppi strati di copertura. In Olanda il    mio energetico che potenzialmente si potrebbe ottene-
79% dell’area destinata a coltivazione serricola e in        re con materiali di copertura a doppio e triplo strato,
Francia il 33% delle serre riscaldate sono equipaggia-       non viene quasi mai raggiunto, dato che i serricoltori
te con schermi termici (Van der Knijff et al., 2004;         cercano di compensare gli effetti negativi modifican-
Vésine et al., 2007). In teoria, gli schermi se rimango-     do i parametri ambientali della serra aumentando ad
no chiusi quasi permanentemente possono ridurre l’u-         esempio la deumidificazione (Sonneveld e Swinkels,
tilizzo di energia di oltre il 35-40% a seconda del          2005b).
materiale (Bakker e van Holsteijn, 1995). In pratica             Il materiale di copertura per serra Lexan®
però, ciò non avviene essendoci delle restrizioni alla       ZigZag™ è un esempio di materiale che combina un
chiusura imposte dalle condizioni di umidità e lumi-         alto valore di trasmittanza (80% per luce diffusa) con
nosità, tanto che nelle pratiche commerciali il rispar-      un valore di resistenza termica pari a 3,4 Wm-2K-1
mio energetico è limitato al 20% (Dieleman e                 (Swinkels et al., 2001). Rispetto all’impiego del vetro
Kempkes, 2006). Bisogna considerare, inoltre, che la         singolo, con tale materiale si può arrivare a risparmi
presenza degli schermi determina una riduzione della         energetici momentanei del 45% e del 20-25% per
luce in entrata, più o meno marcata in funzione degli        periodi di un anno (Sonneveld e Swinkels, 2005b).
aspetti costruttivi e dei materiali utilizzati; di conse-    Tuttavia, l’applicazione pratica è ancora limitata a
guenza l’effetto sull’efficienza energetica può essere       causa degli elevati costi. Alternative promettenti per il
ulteriormente ridotto.                                       futuro sono i vetri a doppio strato antiriflesso
    Nel campo della costruzione di schermi termici è         (Hemming et al., 2006a), combinazioni di vetri a
stata indagata un’ampia gamma di soluzioni, ma ad            micro V (Sonneveld e Swinkels, 2005a) o sistemi di
oggi i sistemi mobili a scorrimento sono i più diffusi       copertura a triplo strato (Bot et al., 2005). Un
in tutta Europa. Le innovazioni mirano a ridurre sem-        approfondito studio di simulazione ha dimostrato che
pre più l’intercettazione della luce provocata dai siste-    i doppi vetri antiriflesso producono sia un alto valore
mi costruttivi e dagli schermi in posizione ripiegata        di trasmissione della luce diffusa (82-86%), sia una
(Van Staalduinen, 2007). Altre innovazioni riguarda-         riduzione dell’energia del 26%, che porta ad un gua-
no le operazioni di controllo sulla base delle relazioni     dagno dell’efficienza energetica del 40%. Con gli
tra energia e produzione. Infatti, un uso energetica-        attuali livelli dei prezzi il tempo di ritorno dell’inve-
mente efficiente degli schermi termici richiede una          stimento si aggira intorno ai 7 anni (Hemming et al.,
compensazione fra risparmio energetico e gli eventua-        2006a).

28
Energia in serra

Minimizzare le perdite di energia per ventilazione               vera senza per questo modificare la produzione in
e per calore latente                                             frutti (Esmeijer, 1998). Differenti tecniche possono
                                                                 essere utilizzate quali, solo in inverno, l’uso di anti-
    Nell’arco di un anno, l’energia viene dispersa dalla         traspiranti in concomitanza con elevati livelli di CO2
serra all’ambiente soprattutto a causa della ventilazio-         che non influenzano significativamente la fotosintesi
ne naturale. Molte prove finalizzate alla riduzione dei          e la crescita. Le simulazioni mostrano che l’energia
consumi energetici delle serre si sono quindi concen-            risparmiata può essere del 5-10% per pomodori e
trate sui processi di ventilazione e sugli effetti del tra-      peperoni, e del 2-5% per cetrioli (Dieleman et al.,
sferimento di energia termica e di massa (Molina-Aiz             2006). Una riduzione controllata dell’area delle foglie
et al., 2005; Valera et al., 2005; Baeza et al., 2005 e          per colture con un alto indice di area fogliare, tipo i
2007; Sase, 2006) e sull’utilizzo di queste conoscenze           peperoni, può portare ad una diminuzione dell’ener-
nelle operazioni di controllo dell’efficienza energetica         gia utilizzata senza impatti sulla produttività (Dueck
(Körner e Challa, 2003a). Durante i periodi caratteriz-          et al., 2006). La sistematica riduzione delle foglie
zati da radiazione relativamente bassa e temperature             inferiori per mantenere valori del LAI fra 6 e 3 provo-
ambientali moderate, la ventilazione naturale o forzata          ca una riduzione della traspirazione del 10% e un
è generalmente utilizzata per prevenire livelli di umi-          risparmio energetico del 5%. Mentre, in pomodoro,
dità relativa (eccessivamente) alti e a questa operazio-         dimezzando l’area fogliare attraverso rimozione delle
ne è legata una significativa frazione (dal 5 al 20%)            foglie senescenti, si ha una riduzione di traspirazione
dei consumi energetici (Campen et al., 2003a).                   del 30% senza effetti nocivi sulla produttività delle
    Esistono numerose differenti modalità di riduzione           piante (Adams et al., 2002).
dei consumi energetici connessi al controllo dell’umi-               La riduzione del tasso di ventilazione, al fine di
dità relativa, ad es. utilizzando valori soglia di umidità       minimizzare le perdite di energia o anche l’utilizzo di
più elevati (Elings et al., 2005), riducendo i livelli di tra-   serre completamente chiuse prive di ventilazione
spirazione della coltura, o deumidificando con ricupero          naturale (Opdam et al., 2005), richiede soluzioni tec-
di energia (Campen e Bot, 2002; Rousse et al., 2000).            niche al fine di prevenire alti livelli di temperatura ed
    L’incremento dei valori soglia dell’umidità per-             umidità. Sistemi di deumidificazione energeticamente
mette di risparmiare energia: un 5% in più di umidità            efficienti sia per regioni con climi moderati che semi-
relativa consente di ridurre mediamente dal 5 al 6%              aridi sono basati su impianti di raffrescamento o deu-
l’energia utilizzata (Elings et al., 2005). Sebbene alti         midificazione a pompa di calore combinati con siste-
livelli di umidità siano generalmente associati ad un            mi innovativi di scambiatori di calore e di recupero di
incremento del rischio di attacchi fungini e ad una              calore (Campen e Bot, 2001; Yildiz e Stombaugh,
riduzione della qualità (ad es. Botrytis e marciumi api-         2006; Buchholz et al., 2006). L’applicazione nella
cali), l’incremento di umidità può avere effetti positivi        pratica commerciale è attualmente limitata in quanto i
per la produzione e per la qualità delle coltivazioni,           benefici economici in termini di produzione del rac-
sia in condizioni di clima temperato che sub-tropicale           colto e di risparmio energetico non compensano l’ul-
(Bakker, 1991; Katsoulas et al., 2006; Montero,                  teriore incremento dei costi.
2006). L’incremento dei livelli di umidità può essere
quindi considerato un’efficace soluzione per il miglio-          Sistemi e metodi di raffrescamento delle serre
ramento dell’efficienza energetica. Anche i primi                energeticamente efficienti
esperimenti pratici condotti in serre chiuse hanno
dimostrato che i coltivatori potevano aumentare gra-                 In molte regioni europee e specialmente alle latitu-
dualmente i valori di set-point verso livelli di tempe-          dini meridionali, c’è un ampio surplus di energia sola-
ratura ed umidità più elevate durante il giorno (in              re su base annua. Tuttavia, l’impiego del raffresca-
estate), e gli effetti positivi osservati su produzione ed       mento non si limita solamente a tali aree. Nel 2006 il
efficienza energetica sono da attribuire, almeno in              primo Simposio sul raffreddamento delle serre racco-
parte, a tale strategia (Raaphorst et al., 2005).                glieva presentazioni sia da regioni equatoriali che
    Anche la riduzione della traspirazione ha effetti            artiche.
positivi sull’efficienza energetica, in quanto le colture            La tendenza verso un maggior controllo delle con-
con ridotta traspirazione apportano meno umidità nel-            dizioni climatiche in serra e l’estensione dei cicli pro-
l’aria e pertanto richiedono una minor energia per il            duttivi per l’intero arco dell’anno, fanno sì che pro-
controllo dell’umidità in condizioni di basso irraggia-          gettazione della serra e degli impianti di raffresca-
mento. La traspirazione delle colture si può anche               mento assumano oramai la stessa importanza per la
ridurre del 10-30% tra l’inverno e l’inizio della prima-         riduzione delle perdite e per l’efficienza energetica.
                                                                                                                       29
Bakker et al.

    La ventilazione naturale è ovviamente il primo          intervalli, generalmente, mostra effetti positivi sulla
metodo di raffrescamento della serra. Specialmente          crescita e sulla produzione, come riscontrato nella
per le latitudini meridionali i metodi numerici (CFD)       maggior parte degli ortaggi da frutto (Bakker, 1991;
sono stati utilizzati sia per studiare le geometrie delle   Montero, 2006; Katsoulas et al., 2006). Questi risulta-
serre al fine del miglioramento della ventilazione          ti indicano che il raffrescamento ad evaporazione
naturale, sia per progettare sistemi di ventilazione        diretta per nebulizzazione e con pannelli umidi e ven-
naturale più efficienti. Alcuni recenti risultati in que-   tilatori forniscono ancora i migliori risultati economi-
sto campo sono stati mostrati da Baeza (2007). La           ci ed incrementano l’efficienza energetica soprattutto
ventilazione sopra-vento risulta più efficiente della       attraverso gli effetti sulla produzione.
ventilazione sotto-vento, e pertanto le nuove costru-           La riduzione del flusso di energia solare entrante
zioni serricole presentano grandi aperture poste nella      nella serra, durante i periodi caratterizzati da eccessi-
direzione dei venti dominanti. Sono inoltre già pre-        va radiazione, è una comune tecnica di raffrescamento
senti realtà nelle quali l’aria esterna può entrare e       passivo. I sistemi di ombreggiamento mobile montati
uscire dalla serra senza miscelarsi con l’aria interna;     all’interno o all’esterno hanno molti vantaggi, come il
in tali sistemi l’utilizzo di deflettori per convogliare    miglioramento della temperatura, dell’umidità, della
l’aria entrante verso la zona coltivata è altamente rac-    qualità delle produzioni (ad esempio nella riduzione
comandato. La pendenza della copertura della serra ha       del marciume apicale nella coltivazione di pomodoro)
un effetto significativo sul tasso di ventilazione, quin-   e un netto incremento di efficienza dell’utilizzo del-
di i tradizionali tetti orizzontali si stanno sostituendo   l’acqua. Specialmente per le regioni meridionali i
con serre simmetriche o asimmetriche aventi inclina-        sistemi di ombreggiamento mobili esterni costituisco-
zioni del tetto prossime ai 30°C. Sopra i 30°C d’incli-     no mezzi di raffrescamento molto interessanti per
nazione, la simulazione CFD non ha riscontrato nes-         l’incremento dell’efficienza energetica (Lorenzo et
sun ulteriore incremento della ventilazione. La venti-      al., 2006).
lazione sopra-vento ha come controindicazione la for-           Materiali specifici che assorbono o riflettono diffe-
mazione di un gradiente di temperatura ed umidità dal       renti lunghezze d’onda, che contengono pigmenti
lato sopra-vento al lato sotto-vento. Per cui, le nuove     termo-cromatici o foto-pigmenti o per interferenza,
serre in ambiente meridionale dovrebbero avere una          possono essere utilizzati per abbassare il carico termi-
larghezza limitata, idealmente minore di 50 m. La           co (Hoffmann e Waaijenberg, 2002), ma in genere
ventilazione sotto-vento può essere adeguata per serre      questi materiali riducono anche il livello della PAR.
di larghe dimensioni, ma in ambienti meridionali            Materiali in grado di riflettere parte dell’energia sola-
richiede ulteriori studi per diventare operativa. Alcune    re non necessaria per la crescita delle piante (infraros-
proposte in questo campo sono attualmente in corso di       so corto, NIR) mostrano risultati promettenti (Runkle
evoluzione (Montero et al., 2007).                          et al., 2002; Garcia-Alonso et al., 2006; Hemming et
    Per il Nord-Ovest dell’Europa, Hamer et al. (2006)      al., 2006c) e possono essere utilizzati sia come coper-
hanno confrontato diversi sistemi di raffrescamento         ture per la serra o come schermi. L’utilizzo dell’ener-
per mantenere una temperatura in serra simile alle          gia dell’infrarosso corto e la sua conversione in ener-
condizioni che si possono avere con la ventilazione         gia elettrica per alimentare sistemi di raffrescamento a
naturale, mentre de Zwart (2006) ha progettato diffe-       pannelli evaporativi e ventilatori è un esempio di
renti sistemi di raffrescamento in grado di lasciare la     combinazione del raffrescamento passivo e attivo da
serra completamente chiusa, anche con massimi livelli       utilizzare in futuro (Sonneveld et al., 2006).
di radiazione. Il ritorno dell’investimento è modesto
eccetto che nel caso di “raffrescamento evaporativo         Impostazione energeticamente efficiente dei siste-
diretto e indiretto” (Hammer et al., 2006; de Zwart,        mi di controllo delle serre
2005). Anton et al. (2006) hanno confrontato diversi
sistemi di raffrescamento e di ventilazione meccanica           L’efficiente controllo ambientale possiede un gros-
per le condizioni spagnole. La ventilazione meccanica       so potenziale per il miglioramento dell’efficienza
richiedeva un consumo energetico annuale pari a 9,3         energetica della produzione in serra ed il continuo
kWh m-2, mentre il “raffrescamento evaporativo diret-       progredire delle conoscenze dei processi fisiologici e
to” per mezzo del sistema a nebulizzazione (fog) è          delle interazioni tra crescita delle piante e ambiente
apparso più conveniente in termini sia economici che        sta aprendo gradualmente nuove prospettive.
ambientali. Ciò è verosimilmente il risultato dell’ef-          Una via per ridurre sostanzialmente l’utilizzo di
fetto positivo delle basse temperature e dell’elevata       energia consiste nel diminuire le temperature in serra;
umidità, dato che l’aumento di umidità in piccoli           tuttavia, questo approccio generalmente ritarda lo svi-
30
Energia in serra

luppo e riduce la qualità di alcune coltivazioni. Nel        questi sistemi, durante l’estate, venivano impostate
lungo periodo sarà possibile selezionare cultivar tolle-     temperature diurne relativamente basse (Opdam et al.,
ranti alle basse temperature (van der Ploeg, 2007), ma       2005), ma successivamente ci si è orientati verso la
attualmente lavorare sull’integrale termico (TI) rap-        combinazione di temperature diurne più alte e nottur-
presenta probabilmente l’opzione migliore per molte          ne più basse al fine di limitare il fabbisogno per il raf-
colture. Nel 1981 Cockshull et al. dimostrarono che          frescamento durante il giorno. L’adozione di ventila-
gli effetti della temperatura sulle fasi fenologiche, ad     zione naturale durante la notte (quando la CO2 non è
esempio la fioritura, dipendono dalla temperatura            necessaria e l’ermeticità della serra non è fondamen-
media giornaliera piuttosto che dalle escursioni termi-      tale), permette di ridurre le portate e quantità di acqua
che diurne/notturne, mentre Hurd e Graves (1984)             indispensabili per il raffrescamento diurno, rendendo
mostrarono che la produttività e la precocità nelle col-     il sistema più sostenibile in termini economici ed
tivazioni di pomodoro dipendevano più dall’integrale         ambientali.
termico che dalle variazioni giornaliere. Comunque ci            Nell’arco dell’anno, la massimizzazione del
sono dei limiti a questo approccio, in quanto possono        risparmio energetico può essere raggiunta combinan-
sorgere problemi quando le piante crescono in condi-         do gli elevati valori di set-point della ventilazione nei
zioni di temperatura sia sub- che sovra-ottimali.            periodi caldi, a set-point di riscaldamento più bassi
Temperature sovra-ottimali, per esempio, non possono         del normale durante il giorno e più elevati durante la
essere utilizzate per compensare periodi di esposizione      notte (in presenza di schermi termici) durante i perio-
a basse temperature. Langton e Horridge (2006) hanno         di freddi. Lo scopo è quello di sfruttare a pieno l’ap-
dimostrato che, a parità di temperatura media, la fiori-     porto solare e usare il riscaldamento supplementare,
tura del crisantemo viene ritardata dall’alternanza fra      se necessario, preferibilmente la notte quando le per-
temperature sub-ottimali (14 °C) e sovra-ottimali (24        dite di calore possono essere contenute dall’utilizzo di
°C) rispetto all’esposizione a 19 °C costanti.               schermi termici. In tal caso si può prevedere un
    L’integrale termico è stato utilizzato per la prima      risparmio energetico fino al 30% (Langton e Hamer,
volta, ai fini del risparmio energetico, agendo sui set-     2003). In una simulazione su crisantemo da fiore reci-
point del riscaldamento delle serre basati sulla velocità    so, Körner (2003) ha stimato che adottando l’integrale
del vento (Hurd e Graves, 1984; Bailey, 1985). Poiché        termico si può ridurre il consumo energetico settima-
le dispersioni termiche dalla serra aumentano linear-        nale fino al 60% e avere risparmi annuali di 8, 15 e
mente con la velocità del vento, si può risparmiare          18% applicando, rispettivamente, fluttuazioni termi-
energia riducendo i set-point del riscaldamento in pre-      che giornaliere (ampiezze di banda) di 2, 4 e 6 °C
senza di vento. L’abbassamento termico può poi essere        rispetto ai valori standard. Rijsdijk e Vogelezang
compensato in periodi più favorevoli. Con tale modo di       (2000) hanno dimostrato un risparmio del 18% per
operare, Bailey (1985) ha stimato un risparmio energe-       coltivazioni di piante in vaso, di rose e di peperoni
tico del 5-10%, sebbene secondo Tantau (1998) appaia         con un’ampiezza di banda di 8 °C. In ogni caso,
più realistico un risparmio del 4% per la coltivazione       quando si impostano le ampiezze di banda e, più in
di piante ornamentali sotto schermi termici.                 generale quando si adottano strategie basate sull’inte-
    Una comune strategia utilizzata per l’integrale ter-     grale termico, è necessario fare un bilancio contempe-
mico consiste nell’impostare set-point per la ventila-       rando la massimizzazione del risparmio energetico
zione più alti del normale al fine di massimizzare il        con la minimizzazione di eventuali effetti negativi su
riscaldamento dovuto alla radiazione solare e com-           quantità e/o qualità delle produzioni. Una riduzione
pensare in tal modo le basse temperature che vengono         della ventilazione e del riscaldamento, infatti, com-
mantenute in serra durante le ore notturne o nei giorni      porta un incremento dell’umidità relativa all’abbas-
nuvolosi. Il risparmio energetico dipenderà dalla col-       sarsi della temperatura. L’impiego di schermi termici
tura e dalle fluttuazioni di temperatura che sono tolle-     poi porta inevitabilmente a riduzione dell’illumina-
rate e applicabili su di essa. Si ritiene che nell’arco di   zione. Di qui la necessità del controllo dell’umidità
un anno sono possibili risparmi fino al 16% (Langton         relativa in serra. Ma le strategie di controllo dell’umi-
e Hamer, 2003). Risparmi del 5-15% sono stati osser-         dità relativa possono influenzare considerevolmente
vati sia con simulazioni sia con prove sperimentali,         l’entità del risparmio energetico che può essere otte-
senza conseguenze sulla crescita e lo sviluppo delle         nuto in seguito all’adozione dell’integrale termico. Il
piante (Körner e Challa, 2003b; Dueck et al., 2004;          risparmio di energia infatti può essere vanificato da
Elings et al., 2005). In serre completamente chiuse          un controllo troppo drastico dell’umidità. Così, eleva-
questa strategia è utilizzata per ridurre il consumo di      ti set-point di umidità relativa e un controllo dinamico
energia per il raffrescamento. Originariamente, in           dell’umidità possono ridurre significativamente l’uti-
                                                                                                                    31
Bakker et al.

lizzo di energia (Körner, 2003). Per quanto riguarda        sono elaborati nella forma state-space (van Straten,
l’impostazione dei set-point di umidità, de Braak et        2006). Riducendo un modello complesso a poche o
al. (1998) hanno dimostrato che è più efficiente dal        addirittura ad una singola condizione, il modello
punto di vista energetico intervenire su apertura/chiu-     diventa efficace (Jones et al., 1999; Seginer e
sura degli schermi termici piuttosto che su quella          Ioslovich, 1998) e in accordo con van Straten et al.
delle finestrature.                                         (2006) questo approccio è molto utile per migliorare
    Per ottenere il massimo profitto in termini di effi-    l’utilizzo dei modelli per un controllo energeticamen-
cienza energetica, il controllo della serra non si deve     te efficiente delle serre.
basare esclusivamente sui fattori ambientali o su               Sebbene l’introduzione di tecnologie innovative di
attuatori quali riscaldamento, ventilazione e arricchi-     controllo ambientale aumenti l’efficienza energetica,
mento di CO2, bensì sull’efficienza energetica della        ampi miglioramenti rispetto alla situazione attuale
produzione e sul controllo della qualità. Questo            possono essere già raggiunti semplicemente miglio-
richiede sistemi di controllo basati su modelli mate-       rando il progetto delle attrezzature dei sistemi di ven-
matici che tengano conto dell’impatto che ogni singo-       tilazione e di riscaldamento (Campen, 2004), control-
la azione di controllo ha sia sulla produzione delle        lando accuratamente e frequentemente la rete di sen-
piante che sul consumo energetico. Questo approccio         sori utilizzati (Bontsema et al., 2005) e verificando
è stato seguito per decenni da quando Challa e van de       più regolarmente i valori di soglia impostati. Sviluppi
Vooren (1980) per primi descrissero una routine di          innovativi in questo campo sono ad esempio i sistemi
ottimizzazione fra il consumo energetico e la preco-        automatici di diagnosi dei difetti, i sistemi on-line di
cità nella produzione in cetriolo. I successivi passi       Decision Support System (DSS) per il settaggio della
riguardarono l’utilizzo di modelli relativamente sem-       conservazione dell’energia e la comparazione on-line
plici per la fotosintesi e la traspirazione delle piante,   del settaggio di controllo attraverso internet (Buwalda
seguiti da modelli più sofisticati, sia fisici              et al., 2007).
(Stanghellini, 1987; Van Henten, 1994) che della
fotosintesi (Körner e van Ooteghem, 2003). Parte di         Progetto integrato del “sistema serra” per un uso
questi modelli (specialmente la parte che considera il      efficiente dell’energia
trasferimento di calore e di massa e la fotosintesi
lorda) è utilizzata in sistemi commerciali di controllo         Sebbene lo sviluppo e l’implementazione delle
ambientale, anche se il loro utilizzo principale è anco-    singole componenti per il risparmio energetico possa-
ra nel campo della progettazione. Invece di essere uti-     no realmente produrre dei risparmi energetici, l’unica
lizzati per il controllo on-line delle operazioni i         via per raggiungere l’ambizioso obiettivo di una ridu-
modelli sono adoperati per valutare le nuove strategie      zione del 30% di emissioni di CO2 consiste nell’inte-
di controllo ambientale, come il receding horizon           grazione di sistemi serricoli energeticamente conser-
optimal control system che costituisce una parte del        vativi che comprendano i materiali di copertura,
sistema di progettazione integrata descritto da van         impianti di riscaldamento e ventilazione/umidifica-
Ooteghem et al. (2005). Anche la routine di ottimiz-        zione, algoritmi di controllo e sistemi di conversione
zazione per la temperatura e la CO2 sviluppata da           energetica. Per il progetto e l’utilizzo operativo di
Dieleman et al., (2005) sono state progettate utilizzan-    sistemi serricoli energeticamente efficienti sono stati
do un “modello di serra virtuale”. Le prove sperimen-       sviluppati numerosi sistemi di supporto decisionale
tali condotte con questa routine hanno mostrato un          come il SERRISTE in Francia (Tchamitchian et al.,
lieve ma significativo incremento dell’efficienza ener-     2006) che aiuta sia i progettisti che i coltivatori con
getica. Altri esempi di progressi verso sistemi di con-     valutazioni affidabili e veloci sulle misure di rispar-
trollo più efficienti sono i modelli basati sul controllo   mio energetico per le coltivazioni serricole. Il rapido
dell’umidità (Körner e Challa, 2003a) che migliorano        cambiamento delle tecnologie e dei costi energetici
la routine di ottimizzazione di umidità per evitare         richiede un approccio dinamico simile ai sistemi inte-
malattie fungine come la muffa grigia (Körner e             rattivi di supporto decisionale (DSS) elaborati da
Holst, 2005).                                               Swinkels (2006). In questo esempio di DSS si può
    I modelli attuali sono raramente utilizzati per il      selezionare un ampio spettro di componenti (dimen-
controllo on-line delle serre perché questo richiede un     sioni della serra, sistemi di riscaldamento, materiali
approccio totalmente differente dell’utilizzatore finale    di copertura, illuminazione, sistemi di conversione e
rispetto alle pratiche correnti ed anche perché molti       conservazione...) tenendo conto dei costi dell’energia
modelli esistenti non sono appropriati per un rigoroso      e dei livelli di controllo delle operazioni. I risultati
controllo ottimale, in quanto questi solo raramente         mostrano gli effetti economici ed energetici sia delle
32
Energia in serra

scelte strategiche che operative. Un metodo di pro-            ste tecnologie si riscontra nel basso livello di energia
gettazione più generale ed ampio per il risparmio              fornita dal sistema (acqua a 40 oC).
energetico in serra, basato sulle procedure metodolo-              Nel tentativo di combinare la produzione serricola
giche di progetto è stato proposto da van Henten et            con la produzione di elettricità al posto della produ-
al., (2006). L’obbiettivo è la progettazione concettua-        zione di acqua calda, Sonneveld et al. (2006 e 2007)
le di sistemi di coltivazione protetta per le diverse          hanno descritto un sistema di coperture paraboliche
regioni del mondo. Questo strumento progettuale è              per serre riflettenti l’infrarosso corto. Queste copertu-
stato definito “la serra adattativa” perché tutti i siste-     re riflettono e focalizzano l’infrarosso corto su speci-
mi di coltivazione protetta, da quelli a bassa fino a          fiche celle fotovoltaiche o collettori solari al fine di
quelli ad alta tecnologia, si può ritenere che siano           generare sia vapore che elettricità. I risultati così rag-
basati sugli stessi componenti generici, come la strut-        giunti, tuttavia, mostrano che l’energia elettrica che
tura, i materiali di copertura, gli impianti, ecc., men-       può essere generata non è sufficiente per soddisfare il
tre la scelta del singolo sistema di coltivazione viene        fabbisogno di una pompa di calore per mantenere la
adattata alle condizioni locali della regione.                 serra completamente chiusa. D’altra parte, il limitato
                                                               carico termico della serra, dovuto a materiali di
Esempi nell’Europa Nord-Occidentale                            copertura riflettenti l’infrarosso corto, riduce signifi-
    Il concetto di “serra solare” sviluppato da Bot et         cativamente la richiesta di energia per il raffresca-
al. (2005) è un perfetto esempio di un progetto inte-          mento che, in combinazione con la limitata produzio-
grale energeticamente efficiente dove tutti i compo-           ne di elettricità, potrebbe avere ancora un impatto
nenti, incluse le tecnologie di conversione energetica         significativo sull’efficienza energetica. Tuttavia a
e di controllo ottimale, sono incorporati. L’obiettivo         causa del prezzo corrente dell’energia, dell’ancora
del progetto delle serre solari è lo sviluppo di sistemi       limitato incremento della produzione vegetale e della
serricoli che mantengano alti valori produttivi senza          complessa e costosa installazione, finora (per le con-
l’uso di combustibili fossili. Lo studio concerne un           dizioni olandesi) tutti i sistemi e le concezioni di serre
sistema che durante l’estate immagazzina la maggior            completamente chiuse non sono risultate economica-
parte di calore per bilanciare il fabbisogno energetico        mente competitive. Attualmente (per il corrente prez-
durante l’inverno (Waaijenberg et al., 2005), combi-           zo di elettricità e gas), il concetto di serra tradizionale
nato con gli algoritmi di controllo per sistemi dinami-        con una ventilazione normale, dotata di riscaldamento
ci di controllo (Van Ooteghem et al., 2005) da cui ne          ed arricchimento di CO2 derivanti da sistemi di coge-
risulta un risparmio energetico totale di oltre il 60%.        nerazione di energia e calore (Combined Heat and
Ciò permette un fabbisogno sostenibile di energia per          Power, CHP), insieme alla vendita di elettricità
ettaro di serra di soli 600 kW, forniti attraverso turbi-      “verde” auto-generata alla rete nazionale, risulta esse-
ne eoliche e pannelli fotovoltaici.                            re la miglior opzione economica. Sebbene ciò non si
    Per serre completamente chiuse (Opdam, 2005) il            traduca in un risparmio energetico diretto della serra
passo successivo per un progetto integrato è di sottrar-       certamente si riducono le emissioni di CO2 delle cen-
re il surplus di calore totale durante l’estate e restituir-   trali elettriche a livello nazionale. Tuttavia, in altre
lo durante il periodo invernale per il riscaldamento           regioni Europee del Nord Ovest la situazione può
della serra stessa e anche delle serre o delle strutture       essere diversa. Ad esempio in Gran Bretagna, per
vicine. Pertanto le prestazioni di queste serre, conside-      anni non si sono installati impianti di cogenerazione
rate come collettori solari, vengono massimizzate in           CHP poiché, ad oggi, l’economia dei CHP non ha
virtù di un’ulteriore riduzione delle perdite di calore,       avuto successo. Inoltre le caratteristiche geologiche
ottimizzando il calore immagazzinato attraverso                delle differenti aree potrebbero limitare il potenziale
scambiatori di calore molto efficienti (Bakker et al.,         di calore immagazzinato a lungo termine e conse-
2006). Le simulazioni mostrano che con questi siste-           guentemente la diffusione di serre chiuse. Perciò, si
mi ci si può aspettare una produzione di calore annua          stanno introducendo diverse alternative per ridurre
teorica intorno a 800 MJ, comparabili a 25 m3 di gas           l’utilizzo di combustibili fossili come i reflui termici,
naturale (de Zwart e Campen, 2005). Le prime prove             le biomasse, i sistemi di digestione anerobica e le sor-
su una serra a scala commerciale, però, hanno mostra-          genti geotermiche.
to che questa produzione di calore sarà di difficile rea-
lizzazione in quanto l’output è limitato da vincoli            Esempi nell’Europa meridionale
sulle temperature impostate dai coltivatori, allo scopo           Anche per le latitudini meridionali interessanti
di minimizzare gli effetti negativi sulle colture (de          progetti di ricerca sono rivolti al progetto di serre
Zwart e van Noort, 2007). Un altro svantaggio di que-          innovative ed energeticamente efficienti che incorpo-
                                                                                                                       33
Bakker et al.

rano alti livelli di tecnologia e che hanno come ogget-     Recentemente si stanno conducendo prove per ridurre
to l’adattamento del concetto di serra chiusa o semi-       significativamente i programmi di fertilizzazione,
chiusa per queste regioni. Nel progetto Watergy, è          dato che è stato dimostrato che l’attuale somministra-
stata sviluppata una serra completamente chiusa aven-       zione di azoto sia usualmente superiore al bisogno
te lo scopo di realizzare un ricircolo completo dell’ac-    effettivo. I risultati suggeriscono che la concentrazio-
qua basato su scambiatori di calore innovativi              ne di azoto nella soluzione nutritiva possa essere
(Buchholz et al., 2005). L’attuale prototipo mostra         ridotta a 7 mM, portando ad una riduzione del 70%
risultati promettenti, ma così come nel caso delle lati-    del nitrato percolato rispetto al controllo, senza ridu-
tudini settentrionali, la fattibilità economica di serre    zioni qualitative e quantitative della produzione
completamente chiuse è ancora il maggior collo di           (Muñoz et al., 2007).
bottiglia.
    “L’approccio meridionale” prevalente per i futuri       Conclusioni
sviluppi dei sistemi serricoli è perciò ancora basato
sull’evoluzione delle serre passive, per quelle aree            Sia per le condizioni dell’Europa meridionale e
dove il riscaldamento può essere conveniente ma non         nord occidentale, gli orientamenti verso la progetta-
strettamente necessario. Questo approccio normal-           zione di serre energeticamente più efficienti hanno
mente conduce ad ottenere ridotti livelli di resa, ma       riguardato l’ottimizzazione delle serre come collettori
conseguiti con bassi costi di investimento e di eserci-     solari e hanno consentito di aumentare la produzione
zio che lo rendono economicamente conveniente. Una          sia per mezzo di un miglior controllo, sia grazie
produzione sostenibile in serra senza fitofarmaci è         all’ampliamento del periodo di produzione.
anche di primaria importanza ed è necessario cercare        Nell’Europa nord-occidentale si è riscontrato un
di conciliare l’uso di nuove tecnologie, come gli studi     incremento dell’interesse verso serre a tenuta d’aria
sul CFD, la diffusione di reti antiafide con un suffi-      con raffrescamento, recupero del calore ed ottimizza-
ciente controllo climatico, particolarmente in condi-       zione del controllo ambientale, mentre per le condi-
zioni estive (Boulard e Fatnassi, 2006; Fatnassi et al.,    zioni dell’Europa meridionale c’è grande attenzione
2006). Dato che in questa situazione, l’input energeti-     nell’utilizzo di un’efficiente ventilazione naturale, del
co per il condizionamento climatico è molto limitato,       raffrescamento e della riduzione del flusso di energia
la riduzione di altri processi responsabili delle emis-     solare entrante in serra durante l’estate. Per serre pas-
sioni di CO2 nella gestione delle serre passive sono        sive in regioni meridionali, che non utilizzano combu-
tenute in conto mediante la analisi del ciclo di vita       stibili fossili, l’attenzione è rivolta alla riduzione del-
(LCA).                                                      l’energia spesa per le strutture serricole, per l’irriga-
    La LCA viene applicata all’intero processo di pro-      zione, per gli impianti ausiliari e per i fertilizzanti.
duzione per identificare quali parti del processo siano     Oltre alla riduzione dell’utilizzo di energia, è aumen-
energeticamente più dispendiose e, a tale riguardo, è       tato nuovamente in tutta Europa l’interesse verso fonti
stata condotta da Antón (2004) un’analisi generale          alternative ai combustibili fossili, come i reflui termi-
dell’impatto ambientale della produzione di pomodo-         ci, le biomasse, i sistemi di digestione anerobica e le
ro in serre non riscaldate in Europa meridionale.           sorgenti geotermiche.
Questo studio ha considerato tutti gli input di materia
ed energia nel processo di produzione del pomodoro,          Traduzione a cura del prof. Giacomo Scarascia
e le emissioni o gli output prodotti dal processo. Lo        Mugnozza e del dott. Alexandros Antifantis
studio di Anton ha mostrato che le strutture serricole e     (Università di Bari)
gli impianti ausiliari (tubi d’irrigazione, plastiche per
pacciamature, componenti di supporto per le colture,        Riassunto
ecc.) costituiscono il 51% delle emissioni totali di gas.
Con riguardo alla struttura, le fondazioni e il cordolo        L’utilizzo efficiente dell’energia in serra è stato un
perimetrale di calcestruzzo sono responsabili della         argomento di ricerca e sviluppo per decenni.
maggior parte delle emissioni. Quindi gli sforzi devo-      L’efficienza energetica totale, cioè la quantità di ener-
no essere volti alla riprogettazione del sistema di fon-    gia utilizzata per unità di prodotto, è determinata dal
dazione ed all’utilizzo di calcestruzzo riciclabile al      miglioramento della conversione energetica, dalla
fine di ridurre l’utilizzo di energia. La produzione e      riduzione del consumo energetico per il controllo dei
l’utilizzo di fertilizzanti è un altro fattore con una      parametri ambientali e dall’efficienza della produzio-
forte influenza sul consumo di energia nella produzio-      ne agronomica. I nuovi obiettivi europei sulla riduzio-
ne di pomodoro (circa il 36% delle emissioni).              ne delle emissioni di CO2 hanno generato un rinnova-
34
Energia in serra

to interesse nelle tecnologie innovative volte a miglio-             B UCHHOLZ M., J OCHUM P., Z ARAGOZA G., 2005. Concept for
rare l’efficienza energetica in serra sia per le regioni                 water, heat and food supply from a closed greenhouse. The
                                                                         Watergy project. Acta Hort., 691: 509-516
europee settentrionali che meridionali. In questo arti-              B UWALDA F., S WINKELS G.L.A.M., DE Z WART H.F., K IPP J.,
colo è presentata una panoramica dei recenti sviluppi                    K EMPKES F., VAN G ASTEL T., VAN B OKHOVEN H., 2007.
per entrambe le prospettive dell’Europa Nord-occi-                       Promoting energy efficient production in horticulture -
                                                                         Exchange of knowledge between research and practice
dentale e Mediterranea. Il campo di sviluppo riguarda                    through the internet. Greensys 2007 Naples (Italy), Acta
i nuovi materiali di copertura, gli strumenti innovativi                 Hort., in press.
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gia, i sistemi di controllo basati sulla risposta delle                  Innovations B.V., Wageningen (in Dutch), 132: 34 pp.
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