6.1. Evaporazione sotto vuoto del digestato per abbassare i volumi dei reflui.

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I vincoli stringenti sullo spandimento in campo dei liquami, stanno forzando gli allevatori a trovare metodi alternativi, anche perché esiste una presenza diffusa di allevamenti “senza terra” o con un’insufficiente dotazione di terreni dove poter spandere il liquame.

Si è quindi incominciato a trattare i reflui zootecnici (sia liquidi sia solidi) con metodi che possono essere di tipo:

  • Conservativo: il contenuto di azoto rimane inalterato. L’azoto quindi è semplicemente concentrato o trasformato qualitativamente.
  • Riduttivo: il contenuto di azoto viene ridotto. Una parte di azoto viene allontanato come azoto gassoso.

Attualmente le soluzioni maggiormente diffuse per il trattamento dei reflui solidi consistono nel trattamento distruttivo di combustione e nei trattamenti conservativi di stoccaggio, compostaggio / biostabilizzazione aerobia, a cui si possono aggiungere processi di rifinitura come la pellettizzazione. In aziende zootecniche di grandi dimensioni si usa la digestione anaerobica con produzione di biogas che viene poi impiegato per la produzione di energia elettrica e termica.

Gli effluenti liquidi sono trattati con sistemi conservativi (separazione solido/liquido (S/L), filtrazione su membrane, evaporazione sotto-vuoto, strippaggio, digestione anaerobica) o riduttivi (rimozione biologica dell’azoto).
Tra i metodi conservativi, solo la digestione anaerobica lascia invariata concentrazione di azoto e volume dell’effluente. Tutti gli altri processi conservativi ripartiscono l’azoto in due frazioni, di cui una a volume ridotto e a maggiore concentrazione in nutrienti. Questa frazione può essere utilizzata tal quale sui terreni (utilizzo agronomico diretto), oppure valorizzata, immettendola sul mercato come concime o ammendante organico (utilizzo agronomico indiretto); in entrambi i casi con il vantaggio di aver ridotto il volume e di conseguenza i costi di trasporto e distribuzione.

Esempio di processo conservativo Fonte: ERSAV

Nei processi riduttivi, in generale, si trasforma l’azoto in azoto molecolare gassoso, lasciando invariato il volume dell’effluente.

Esempio di processo riduttivo con estrazione dell’azoto via strippaggio dell’ammoniaca. Fonte:ERSAV

La riduzione del fosforo contenuto negli effluenti zootecnici può invece avvenire unicamente nella frazione solida separata, a volume ridotto.

Una tecnica sviluppata in un progetto portato avanti dall’Università di Padova, Dipartimento per il Territorio e Sistemi Agro-Forestali TESAV, è quella dell’evaporazione sotto vuoto del digestato.
Il meccanismo prevede una digestione anaerobica del refluo. L’energia liberata nel processo di autoconsumo viene impiegata per il successivo riscaldamento in fase di evaporazione sotto vuoto. L’evaporazione comporta il riscaldamento del liquido all’interno di una caldaia a cui viene applicato il vuoto. L’applicazione del vuoto artificiale permette di evaporare il liquido ad una temperatura più bassa, ovvero a circa 37°C al posto di 100°C.


Evaporatore sotto vuoto sviluppato dall’Università di Padova in collaborazione con Saita

Le sperimentazioni effettuate hanno messo in evidenza che con l’evaporatore è possibile ottenere un concentrato al 10-14% di secco, con una riduzione volumetrica del 50-60%. L’evaporatore ottimale ha una tipologia a parete raschiata. Il concentrato ottenuto ha come destinazione finale primaria la distribuzione agronomica, ma grazie al volume ridotto, può essere trasportato anche a distanze maggiori dal centro aziendale a condizioni economiche accettabili; tuttavia, grazie alle elevate concentrazioni in nutrienti, si presta ad essere valorizzato nell’industria dei fertilizzanti.

Il distillato presenta una concentrazione di azoto di circa 2700mg/l e in gran parte in forma ammoniacale, con solidi (sospesi e totali) e fosforo solo in tracce. A causa della alta concentrazione in azoto ammoniacale, il distillato non è direttamente scaricabile né in acque superficiali né in fognatura. Bisogna quindi prevedere un ulteriore trattamento che comporti un’ulteriore separazione tra un liquido concentrato in sali d’ammonio valorizzabile nell’industria dei fertilizzanti e un liquido a basso contenuto di azoto scaricabile in modo da ridurre il costo di stoccaggio e di trasporto per la distribuzione agronomica.

 

Fonte: Tesi di dottorato Clelia Rumor
 

La sperimentazione dell’Università di Padova, è iniziata nell’ambito del progetto Metadistretto della zootecnia del Veneto, e quindi ha proseguito con il Progetto RiduCaReflui, promosso dalla Regione Veneto. A sperimentazione terminata, le prove si stanno portando avanti su un impianto pilota in collaborazione con la ditta Saita srl e potrebbero essere commercializzate a breve.

 

6. Riduzione dell’impatto ambientale dell’allevamento

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La zootecnia intensiva ha un forte impatto ambientale e in zone di allevamento intensivo, quale la pianura padana, lo smaltimento dei reflui rappresenta un grosso problema. I liquami sono quelli che danno maggiori problemi in quanto presentano livelli elevati di azoto e fosforo. Entrambi questi composti, se dispersi nell’ambiente in quantità eccessive, portano alla contaminazione dei corpi acquiferi sotterranei. La concentrazione di azoto rilasciabile nell’ambiente è regolamentata dalla Direttiva 912/676/CEE, recepita con il D.M. 07/04/2006 n. 209.

Il recupero e smaltimento dei reflui zootecnici è un problema per diversi allevamenti. Infatti, allo stato attuale, risulta difficile il recupero dei nutrienti. Soltanto tra il 20 – 40 % del contenuto di azoto presente nei liquami riesce ad essere recuperato e quindi reimpiegato in agricoltura. La percentuale di recupero e conseguente riciclaggio degli altri nutrienti presenti nei reflui è ancora più bassa. Considerando che nei reflui prodotti annualmente sono presenti circa 100 MTon di azoto e che meno del 50% viene recuperato, si nota con facilità quanto azoto sia annualmente disperso nell’ambiente. Al tempo stesso in agricoltura vengono impiegati fertilizzanti minerali che presentano una concentrazione di fosforo di circa 1,5 minore e una di azoto ben 3 volte inferiore a quella presente nei reflui zootecnici, eppure quest’ultimi al momento sono solo parzialmente utilizzabili.

 

5.2. Il pascolo estivo migliora le rese nelle vacche da latte

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Il Centro di Ricerche Agroalimentari Finlandese MTT ha pubblicato di recente una tesi di dottorato che dimostra come il pascolo estivo rappresenti una valida alternativa al solo foraggiamento con insilato. Al di la del punto di vista etico, una buona pianificazione sulla rotazione tra insilato e pascolo ha comportato il mantenimento di alte resa durante tutto l’anno.

Nonostante le vacche al pascolo debbano raccogliere il foraggio in superfici estese, hanno una produzione di latte uguale o maggiore rispetto alle vacche allevate in stalla e foraggiate con insilato.

Crediti immagine: geolocation

Lo studio ha cercato di capire quali siano i fattori dietetici che influiscono sulla resa nelle vacche da latte. A tale scopo sono stati effettuati 9 diversi esperimenti in cui diversi gruppi di vacche sono state foraggiate in maniera differente. Ad ogni gruppo venivano somministrati supplementi alimentari in concentrazione variabile ma costanti tra 0 e 12 kg due volte al giorno. In 7 casi su 9 il concentrato era di origine industriale. Inoltre le vacche avevano libero accesso al pascolo o una disponibilità foraggifera pari a 19-25kg di materia secca a mucca al giorno.
Mentre mettere in relazione la quantità di supplemento e resa finale risulta facile e i risultati ottenuti sono in linea con i risultati già noti e pubblicati da altri, la ricerca è andata oltre cercando di determinare anche quali siano i fattori fisiologici che collegano la resa con il tipo di dieta.
Per poter monitorare il flusso dei nutrienti, si sono effettuati dei campionamenti di cibo presenti nel rumine e nell’omaso. Lo studio del flusso dei nutrienti permette di capire cosa succede nel rumine a seconda del tipo di alimentazione e quindi capire quali siano le differenze nel flusso dei nutrienti quando si parta da foraggio da pascolo e quando invece da supplementi concentrati.

Nella dieta sperimentale è stata inserita la strategia della rotazione tra pascolo estivo e svernamento in stalla. Il gruppo di controllo è stato nutrito in maniera analoga ma è rimasto sempre e solo in stalla.
La risposta all’impiego di concentrato è risultato in linea con ciò riportato nel materiale di riferimento. Inoltre, l’impiego di pascolo e insilato comporta una resa migliore rispetto al solo uso di insilato. Questo aumento della resa probabilmente è dovuto all’alto contenuto foraggifero dell’erba da pascolo.
Questo fattore si può spiegare soltanto con il fatto che per qualche ragione la mucca non può assorbire una quantità illimitata di foraggio dal pascolo. Tuttavia la fisiologia del rumine non limita la quantità di foraggio, quindi il limite deve venire la fattori legati con il pascolo. Una differenza può essere proprio il fatto che mentre al pascolo la vacca deve ricoprire un’area estesa per approvvigionarsi del foraggio necessario, in stalla il foraggio è servito sul posto.
Dagli esperimenti è emerso che la resa migliora si ottiene integrando pascolo e insilato, con un apporto da pascolo pari ad almeno 20kg/giorno di materia secca. L’integrazione dovrebbe quindi preferire un supplemento concentrato.
In queste condizioni si ottengono le rese migliori sia per produzione di latte sia per il peso delle vacche.