Dai frutteti cippato “competitivo” rispetto ai valori di

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Terra e Vita
[ TECNICA E TECNOLOGIA ]
n. 4/2014
[ MECCANIZZAZIONE ] I risultati di uno studio del Cnr­Ivalsa su un cantiere di peschi a fine ciclo
Dai frutteti cippato “competitivo”
rispetto ai valori di mercato
[ DI GIANNI PICCHI, GIOVANNI AMINTI, RAFFAELE SPINELLI ]
Il costo finale
di espianto
I
n tutti i paesi europei si
stanno intensificando gli
sforzi per incrementare l’in­
dipendenza energetica del con­
tinente. Le soluzioni individua­
te sono il risparmio energetico e
la diffusione delle energie rinno­
vabili, e tra queste in particolare
la bioenergia. Secondo uno stu­
dio dell’Enea, in Italia il poten­
ziale di residui non sfruttati am­
monta a 2,5 Mt/anno per il set­
tore forestale, contro ben 5
Mt/anno nel settore agricolo.
Anche volendo considerare in
maniera prudente queste cifre è
indubbio che la coltivazione di
specie legnose come frutteti, vi­
gneti e oliveti comporta la pro­
duzione di un importante quan­
titativo di scarto legnoso: solo
nel nostro paese le colture agri­
cole arboree si estendono su ol­
tre 2,4 milioni di ettari (tabella
1). Allo stato attuale, però, que­
sti residui sono più un onere per
l’agricoltore che non una risorsa
per il territorio.
Entrando nel dettaglio si
possono distinguere le opera­
zioni di potatura dall’espianto a
fine ciclo produttivo in cui ven­
gono rimosse le intere piante, in­
cluse le radici. La prima attività
produce annualmente un quan­
titativo relativamente modesto
di materiale che può essere tritu­
rato e interrato in loco oppure
asportato dal campo. Invece la
rimozione completa della coltu­
ra, che è già un’operazione co­
stosa di per sé, genera una gran­
de massa di residuo (fino a 100
t/ha) di difficile gestione per
l’agricoltore. La soluzione più
semplice per smaltire questa
massa legnosa è formare delle
cataste a bordo campo e bruciar­
le, ma tale pratica è proibita in
tutto il territorio nazionale poi­
ché si configura come smalti­
mento illegale di rifiuti speciali
non pericolosi ai sensi del Dlgs.
152/2006. Per di più la “combu­
stione incontrollata” è una delle
principali cause dell’inquina­
mento dell’aria nelle zone rurali
e costituisce un rischio di incen­
dio per colture e boschi. Tuttavia
l’unica alternativa prevista dalla
legge è il conferimento in disca­
rica dei residui, considerati
quindi rifiuti, con un costo chia­
ramente insostenibile per gli
e trasformazione
è inferiore a € 35/t,
un’opportunità
di reddito
per l’agricoltore
e il contoterzista
agricoltori.
Eppure la biomassa residua­
le ha un potenziale valore, am­
bientale ed economico, come
combustibile per la produzione
di energia rinnovabile. Perché
questo sia vero è necessario che
venga bruciata in impianti di
combustione equipaggiati con
tecnologie moderne, efficienti e
[ L’abbattimento viene effettuato in maniera rapida e sicura con
un apposito cuneo oleodinamico.
pulite, e progettati per utilizzare
anche questo tipo di combusti­
bile. Ma è anche indispensabile
definire dei sistemi di lavoro ef­
ficienti, che con il valore della
biomassa riescano a coprire tutti
i costi di raccolta, trasformazio­
ne e trasporto. Questo punto
non è scontato perché i residui
legnosi sono dispersi nel territo­
rio in appezzamenti piccoli e
con quantitativi di biomassa per
ettaro relativamente ridotta.
Inoltre le piante piccole e ramifi­
cate dei frutteti complicano tutte
le operazioni di movimentazio­
ne e cippatura, rischiando di
renderle inefficienti ed eccessi­
vamente costose.
[ IL SISTEMA DI LAVORO
La sfida del recupero energetico
degli espianti è stata colta dalla
ditta Pezzolato, specializzata in
attrezzature per la trasformazio­
ne del legno (cippatori, centrali
per la lavorazione della legna da
ardere e segherie). Questa ha
sviluppato un sistema di lavoro
specifico per espiantare i frutteti
e ricavarne biomassa combusti­
bile di alta qualità, il tutto ri­
spondendo a un’esigenza del
territorio stesso in cui si trova
l’industria, Envie­Saluzzo (Cn)
particolarmente ricco di frutteti.
Il risultato è la Pezzolato PTH
900/820 “allestimento frutteto”,
una cippatrice a tamburo mon­
tata su di un rimorchio agricolo
due assi con delle particolari so­
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[ Le piante vengono allineate perpendicolarmente alla fila pronte per la cippatura.
luzioni, pensate per ottimizzare
il lavoro in espianti di frutteti. In
particolare il tamburo e la bocca
di alimentazione sono montati
molto vicino al suolo per facili­
tare l’inserimento di piante
sdraiate sul terreno. Per effet­
tuare questa operazione sul ri­
morchio è montata una piccola
gru forestale, molto leggera per
limitare il peso dell’insieme pe­
rò sufficiente per sollevare i rela­
tivamente piccoli alberi da frut­
to. Nella parte posteriore del ri­
morchio è alloggiato infine un
cassone a ribaltamento da 10 m3.
Grazie al sistema di elevazione a
pantografo questo può trasferire
il cippato anche in rimorchi agri­
coli di grande capacità volume­
trica (con sponde alte). Il collo
d’oca di scarico del cippato può
essere orientato anche lateral­
mente, per scaricare la biomassa
direttamente in un rimorchio
che proceda affiancato. In alter­
nativa, sopratutto sotto le reti
antigrandine che limitano l’uso
della gru integrata, la cippatrice
può essere alimentata da una
macchina separata, come un
piccolo escavatore. Consideran­
do la limitata capacità della gru
in confronto alle potenzialità
della cippatrice (può macinare
tronchi fino a 56 cm di diametro)
l’alimentazione separata è da
preferirsi anche nel caso di uso
stazionario, in piazzale o con cu­
muli di residui.
Per l’abbattimento delle
piante è stato realizzato un cu­
neo idraulico applicato frontal­
mente a un piccolo trattore, for­
mando un’unità particolarmen­
te agile ed efficace. Il taglio viene
effettuato accostando la cesoia
alla pianta e azionando il cuneo.
Questo è disegnato in modo tale
da forzare la caduta perpendico­
larmente alla fila, abbattendo
tutte le piante in modo omoge­
neo. Terminato il taglio il cuneo
torna in sede e tutto il supporto
viene alzato per avanzare sino
alla pianta successiva. Il sistema
a ghigliottina consente di effet­
tuare il taglio rasoterra senza
dover controllare che non vi sia­
no sassi o terra, elementi che in­
vece danneggiano i denti della
motosega costringendo a fare
un taglio più alto.
[ LO STUDIO
Il Cnr­Ivalsa, nell’ambito della
linea di ricerca sulla produzio­
ne di biomasse agricole, ha stu­
diato questo sistema di lavoro
sia in configurazione indipen­
dente (autoalimentata) che sot­
to tendone antigrandine con ali­
mentazione esterna (da escava­
tore). In questo articolo si
[ TAB. 1 ­ SUPERFICI A FRUTTETO IN ITALIA
COLTURA
ETTARI
Mandorla
75.453
Mela
56.860
Albicocca
19.595
Vite
725.353
Nocciola
70.492
Limone
27.706
Olivo
1.144.422
Arancio
101.903
Pesca
88.580
Pera
39.428
Prugna
14.200
Mandarino
38.568
TOTALE
Fonte: dati Faostat riferiti all’anno 2011
2.402.560
riportano i risultati del primo
tipo di cantiere, considerato il
più originale e interessante. Du­
rante i rilievi la macchina era
azionata da un trattore da 121
kW (165 cv) e ha raccolto e tra­
sformato un totale di 83 tonnel­
late di biomassa fresca da tre
campi di pesco, con età e carat­
teristiche diverse (tabella 2).
Lo schema di lavoro è estre­
mamente semplice: il cippatore
si muove lungo le file, racco­
gliendo e sminuzzando le pian­
te. Questo è possibile grazie alla
cabina del trattore a guida rever­
sibile, da cui l’operatore riesce
agevolmente a controllare
l’avanzamento del trattore e ali­
mentare la cippatrice. In genere
il cippato viene soffiato nel cas­
sone integrato e, una volta pie­
no, un rimorchio si affianca per
il travaso. Il carico diretto nel ri­
morchio che procede affiancato
è stato effettuato soltanto per
completare i carichi. Due trattori
con rimorchio sono sufficienti
per trasportare il cippato in cen­
trale senza causare ritardi im­
portanti alla cippatrice: con una
distanza media di 15 km il ciclo
di trasporto richiede circa 1 ora e
20 minuti.
Nei trasferimenti tra i campi
l’intero cantiere si muove velo­
cemente, senza richiedere gran­
di preparazioni. Una volta chiu­
sa con la pinza la bocca della
cippatrice l’operatore scende a
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[ Seppur ingombrante il complesso trattore e cippatrice su rimorchio si muove agevolmente lungo le file del frutteto.
[ TAB. 2 ­ CARATTERISTICHE DEI FRUTTETI ESPIANTATI
SESTO DI
ETÀ PIANTE PER DIAMETRO
PERIODO
UMIDITÀ DELLA
FRUTTETO IMPIANTO
(ANNI) ETTARO MEDIO (CM) ESSICCAZIONE (GG) BIOMASSA (%)
SUPERFICIE MASSA
(HA)
(T/HA)
1
4 x 1,8
19
1.389
11,9
14
34,5
0,31
77,1
2
4,3 x 2,4
13
969
16,1
5
39,6
0,56
39,6
3
4,2 x 2
19
1.190
14,7
20
35,1
0,46
80,4
chiudere la sicurezza e pulire il
grosso dei residui legnosi che
potrebbero cadere durante la
circolazione in strada. Que­
st’operazione richiede poco più
di più 2 minuti, poi il trasferi­
mento avviene alle velocità con­
sentite su strada ai normali trat­
tori con rimorchio, ad esempio i
3,5 km tra i primi due campi
sono stati coperti in meno di 6
minuti.
Il risultato operativo è stato
molto soddisfacente dato che il
tempo effettivo di lavoro (pro­
duttivo) rappresenta più del­
l’86% del tempo totale. La mag­
gior parte dei tempi morti sono
legati ai rimorchi, che in varie
occasioni sono rimasti impanta­
nati (nei giorni precedenti allo
studio ci sono state abbondanti
precipitazioni), o che non torna­
vano in tempo dalla centrale, co­
stringendo il cippatore a inter­
rompere il lavoro una volta
riempito il proprio cassone. Va
comunque considerato che per
definire il reale peso dei tempi
morti sono necessari studi di
lungo periodo.
Del totale tempo operativo
più del 70% è dedicato a cippare
(quello che una cippatrice deve
fare!), il 10% alle difficili svolte
in capezzagna e appena il 6% a
scaricare il cassone nei rimorchi
a dimostrazione dell’efficienza
di questa operazione.
Considerando un costo ora­
rio della cippatrice e trattore di
145 €/ora il costo finale della so­
la operazione di raccolta e smi­
nuzzatura si attesta sui 18,4 €/t.
Includendo i due trattori con ri­
morchio il cantiere ha un costo
complessivo di 236 €/ora. La
biomassa consegnata in centrale
ha quindi un costo di 30 €/t se la
distanza media tra campi e l’im­
pianto si mantiene entro i 15­20
km. A questo va sommato il co­
sto di abbattimento, che ricon­
dotto in termini di biomassa
prodotta varia tra 2,5­4,5 €/t.
Il costo finale del servizio di
espianto e trasformazione,
esclusa la rimozione delle cep­
pe, è inferiore ai 35 €/t e perfet­
tamente competitivo con il valo­
re di mercato della biomassa.
Inoltre, grazie all’indipendenza
delle operazioni di abbattimen­
to e cippatura è possibile lascia­
re le piante con foglie ad asciu­
[ La bocca di alimentazione della cippatrice è ampia e molto vicina a terra per facilitare l’alimentazione.
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[ Il cassone scarica rapidamente anche in rimorchi a sponde alte di grande capacità.
gare in campo. In questo modo
la biomassa riduce rapidamente
la sua umidità al di sotto del
35%, incrementando il valore
commerciale/energetico di que­
sto prodotto.
[ I RESIDUI DI AGROFARMACI
Questi risultati confermano il
fatto che il sistema di lavoro è
economicamente
sostenibile
pur producendo soltanto bio­
massa combustibile. Come ri­
sultato l’intero territorio benefi­
cia dell’innovazione: ai proprie­
tari di frutteti viene offerto un
servizio di rimozione rapido e
gratuito, il contoterzista amplia
la sua attività lavorativa e il ge­
store della centrale può disporre
di importanti quantitativi di
combustibile prodotto local­
mente.
Rimane però un ultimo
aspetto cruciale: il dubbio che la
combustione di residui agricoli
possa causare emissioni inqui­
nanti nei fumi. La questione
non è da poco, considerando
che ogni anno i frutteti sono ir­
rorati con numerosi prodotti
chimici. Da studi precedente­
mente condotti dal Cnr­Ivalsa e
Fondazione Edmund Mach sui
sarmenti di vite è risultato che
la biomassa agricola può essere
bruciata senza particolari pro­
blemi. Resta il fatto che al cam­
biare specie legnosa potrebbero
variare alcuni parametri, per
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Terra e Vita
[ TECNICA E TECNOLOGIA ]
[ RIPARTIZIONE DEL TEMPO DI LAVORO
PRODUTTIVO NELLE DIVERSE OPERAZIONI
[ TAB. 3 ­ CARATTERISTICHE FISICO­CHIMICHE DI
BIOMASSA RESIDUALE AGROFORESTALE
PESCO
ABETE
ROSSO
SARMENTI
DI VITE
Ceneri (% sul secco)
1,9
3,6
3,8
Potere calorifico inferiore (Mj/kg)
18,5
18,6
17,8
Azoto (N) (% sul secco)
0,7
0,5
0,7
Zolfo (S) (% sul secco)
0,018
0,04
0,034
Cloro (Cl) (% sul secco)
0,013
0,01
0,064
Zinco (Zn) (mg/kg)
23,1
62,5
24,1
Manganese (Mn) (mg/kg)
42,5
31,9
30,6
PARAMETRO
cui i campioni di biomassa di
pesco prodotta sono stati ana­
lizzati, e i valori risultanti con­
frontati con l’abete rosso, il tipi­
co combustibile della maggior
parte delle centrali europee e i
residui di vite (tabella 3).
La presenza di inquinanti è
stata monitorata attraverso la
concentrazione di metalli pe­
santi, presenti nella composizio­
ne dei principali principi attivi
utilizzati nei trattamenti. I risul­
tati indicano che la maggior par­
te dei 9 metalli testati non è pre­
sente e che tutti i parametri rile­
vabili
si
allineano
alle
concentrazioni riscontrate in
materiale boschivo.
Anche per il pesco si confer­
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ma quindi l’idoneità alla com­
bustione, con un potere calorifi­
co elevato, ridotto contenuto in
ceneri e nessun elemento perico­
loso presente in quantità rile­
vanti. Sciolto quest’ultimo
aspetto, si può concludere di­
cendo che la filiera della biomas­
sa da espianto di fruttiferi è ora­
mai sostenibile dal punto di vi­
sta tecnico, economico e
ambientale. I tempi sono quindi
maturi perché il comparto delle
colture agricole legnose possa
valorizzare il suo grande poten­
ziale di energia rinnovabile, a
beneficio di tutti.
n
Gli autori sono del Cnr­Ivalsa ­ Se­
sto Fiorentino (Fi)