REGESA

Riduzione delle emissioni di gas ad effetto serra e di ammoniaca nella gestione degli effluenti di allevamento

CHI SIAMO?

Regesa nasce in seguito alla sempre più sentita necessità di valorizzare al massimo ogni prodotto delle aziende, senza andare però a deturpare l’equilibrio dell’ecosistema terrestre; con la collaborazione dell’Università degli Studi di Milano – DiSAA, sono state individuate due aziende che potessero permetterci di sviluppare questo progetto.

PERCHÉ È IMPORTANTE?

La Lombardia rappresenta un’eccellenza riconosciuta a livello internazionale per la produzione di carne, latte e dei prodotti da essi derivati: qui, infatti, vengono allevati il 52% dei capi suini (circa 5,5 mln) e il 36% dei bovini (circa 591 000).

Se i dati derivati dalla Banca Dati Nazionali dell’Anagrafe Zootecnica (Pretolani e Rama, 2022) indicano una sostanziale stabilità del numero di capi bovini e suini (mentre si rileva una tendenza alla diminuzione dei capi avicoli), la produzione di latte negli ultimi anni sta aumentando sia in termini assoluti (+5,8% nella campagna 2020-21 rispetto alla 2019-20), sia come produzione per impresa (+7,9%), al fine di soddisfare la sempre più elevata richiesta di questi beni. Questa crescita porta a una maggiore produzione di emissioni: il settore agricolo è responsabile per oltre il 60% sui rilasci di azoto verso le acque superficiali; inoltre, le attività zootecniche, sono responsabili pressoché della totalità (90%) delle emissioni di ammoniaca (NH3). La situazione che più incrementa queste emissioni è la catena ‘produzione-distribuzione’ del liquame.

Risulta quindi necessario ed indispensabile adottare delle tecniche che ci permettono di minimizzare queste perdite e di monitorare in modo costante ed efficace i flussi dell’azienda.

COS’È REGESA?

La valutazione dell’impatto ambientale delle aziende e l’innovazione di tecnologie e metodi già esistenti (con il fine di renderli sempre più sostenibili) sono la base di questo progetto.

Lo studio, nello specifico, è stato suddiviso in due parti:

  • La 1° parte, relativa allo sviluppo e messa a punto di un sistema di monitoraggio delle concentrazioni di gas ad effetto serra e di ammoniaca dall’allevamento e valutazione delle emissioni nella gestione dei liquami, è stata sviluppata nella Società Agricola Galli di Fabrizio e Galli Matteo S.S. con sede in San Giovanni in Croce.
  • La 2° parte, focalizzata sullo sviluppo e messa a punto di un sistema automatizzato per la distribuzione di digestato mediante fertirrigazione in base al contenuto di nutrienti, è stata sviluppata nell’Azienda Agricola Bertoglio Enrico a Rivarolo Mantovano.

Prototipo di sistema di monitoraggio delle concentrazioni di gas ad effetto serra e di ammoniaca dall’allevamento e valutazione delle emissioni nella gestione dei liquami basato su tecnologie IoT

Per quanto riguarda la prima parte del progetto, l’azienda presa in studio è la Società Agricola di bovine da latte di Galli Fabrizio e Galli Matteo: si occupa prevalentemente di allevamento, con una stalla che ospita circa 150 vacche adulte e 130 manzette e manze. I terreni, con un’estensione di circa 90 ettari sono utilizzati per la produzione di fieno (medica e prato stabile) e mais (granella, trinciato e pastone).

L’interesse di questa collaborazione si origina dalla sempre più crescente importanza della valutazione delle emissioni di gas, al fine di ottenere uno scenario dell’impatto ambientale specifico per ogni azienda.

Grazie all’installazione di centraline e sensori

è stato possibile monitorare le concentrazioni di ammoniaca, anidride carbonica, polveri, acido solfidrico, temperatura, umidità, luminosità, livello sonoro, velocità dell’aria e volume di effluente nelle vasche di stoccaggio. È stato anche installato un contatore per monitorare giornalmente l’ingresso di acqua nella stalla e dei sensori sulle vasche di stoccaggio del liquame per tenere controllati gli ingressi di effluente.

In particolare, le componenti del prototipo sono:

  • Centralina per il rilievo delle concentrazioni di gas (ammoniaca, anidride carbonica, acido solfidrico), di polveri (PM 1 - PM 2,5 - PM 4 - PM 10) e di condizioni microclimatiche (temperatura, umidità, velocità dell'aria, illuminamento, intensità sonora);
  • Centralina per la misura del livello delle vasche dei liquami (misura di livello radar);
  • Gateway per la raccolta dei dati dalle diverse centraline e invio su Cloud;
  • Sistema di raccolta dati su Cloud e software per l'elaborazione e visualizzazione dei dati raccolti.

I dati ricavati da questi sistemi di controllo sono stati utilizzati per generare un bilancio dell'azoto e del fosforo e per calcolare le emissioni di ammoniaca (NH3) della stalla. Il bilancio si basa sulla differenza tra le entrate e le uscite di azoto e fosforo; in particolare, i parametri da considerare sono i seguenti:

Le emissioni di NH3 sono state stimate utilizzando il metodo del gas traccia (tracer gas method) codificato nel Vera Protocol  https://www.vera-verification.eu/test-protocols/ e consiste nella stima delle emissioni di ammoniaca basato sulla produzione di un gas traccia e sul rapporto della concentrazione dell'ammoniaca all'interno e all'esterno, tenendo come conto della concentrazione del gas traccia all'esterno.

Come gas traccia è stata utilizzata al CO2 prodotta dagli animali e le relative concentrazioni all'interno e all'esterno dell'allevamento.

Le emissioni di ammoniaca (ENH3) sono state determinate con la seguente relazione:

Impianto pilota automatizzato per la distribuzione di digestato mediante fertirrigazione in base al contenuto di nutrienti

L’azienda Agricola Bertoglio Enrico si occupa della produzione di cereali (mais, grano duro, grano tenero, soia) su una superficie totale di 103 ettari di terreni, è un’azienda fortemente motivata all’introduzione di innovazioni nella gestione dell’azienda e per l’attività di conduzione di terreni che svolge.

Questo prototipo prevede la messa punto di un impianto per la filtrazione e il dosaggio del digestato per la sua distribuzione mediante fertirrigazione con ala gocciolante.

Il prototipo è costituito da:

  • Pompa trituratrice per il prelievo del liquame/digestato dalla vasca di stoccaggio
  • Rampa di separazione dei solidi con tappeto rotante e spazzola di pulizia per una prima separazione dei solidi grossolani
  • Pompa monovite per carico vibrovaglio
  • Vibrovaglio per la filtrazione dei liquami a 100 micron (necessario per evitare intasamento degli ugelli delle ali gocciolanti)
  • Sistema di lavaggio periodo del vibrovaglio con acido per evitarne l’intasamento
  • Serbatoio per la raccolta dell’effluente filtrato con capacità di almeno 15 m3
  • Centralina per la misura del contenuto di azoto basata sulla conduttività elettrica
  • Pompa per l’iniezione dell’effluente nel sistema di fertirrigazione e relativo inverter per dosaggio
  • Quadro di controllo dei separatori e della pompa.

Un secondo obiettivo del prototipo è di automatizzare il sistema in modo che non richieda la presenza di un addetto per assicurare il regolare funzionamento. Per questo verrà progettato e realizzato un sistema di controllo basato sui livelli delle vasche e i flussi di digestato avviato al processo.

Questo parametro è strettamente correlato con il contenuto di azoto del digestato e quindi può consentire di regolare la portata della pompa in relazione a una dose prestabilita. In questo modo, nota la quantità di acqua erogata e la superficie coperta, è possibile stabilire la portata della pompa che inietta il digestato nel sistema di fertirrigazione. La regolazione della portata della pompa è stata ottenuta grazie a un inverter e monitorata attraverso un flussimetro.

GIORNATE DIMOSTRATIVE

In data 24 gennaio 2024 si è svolta la prima giornata dimostrativa del progetto presso al Società Agricola Galli di Fabrizio e Galli Matteo S.S. con sede in San Giovanni in Croce (CR). Scarica la locandina con il programma del 24 gennaio 2024

La seconda giornata dimostrativa è prevista per mercoledì 28 febbraio 2024 e si terrà presso l'azienda Bertoglio a Rivarolo Mantovano (MN). Scarica la locandina con il programma del 28 febbraio 2024.

CONVEGNO CONCLUSIVO

In data 26 marzo 2024 si terrà, presso il Teatro Cecilia Gallerani di San Giovanni in Croce (CR),  il convegno conclusivo di presentazione dei risultati. Scarica la locandina con il programma del 26 marzo 2024.

È possibile scaricare il materiale presentato durante il convegno conclusivo attraverso i seguenti link: