Azione 1 Individuazione dei rii, taglio, esbosco e cippatura
La prima attività consiste nell’individuazione degli impluvi e dei piccoli corsi d’acqua di proprietà privata, non demaniali. La scelta dei rii privati è dettata proprio dalla possibilità dei proprietari, previa domanda ai sensi del Regolamento forestale dell’Emilia-Romagna, di poter accedere a questa risorsa migliorando l’alveo, possibilità preclusa nel caso di rii di proprietà pubblica. L’azione di taglio ed esbosco della vegetazione all’interno di questi corsi d’acqua minori verrà eseguita nella proprietà della Comunalia di Pontolo, in Comune di Borgo Val di Taro (PR), in cedui di faggio.
La cippatura avverrà in due momenti distinti, separando il materiale migliore, costituito dai tronchi, da quello più scadente, costituito dalla ramaglia o dai fusti seccaginosi che daranno un prodotto qualitativamente peggiore. Il cippato di maggiore qualità verrà portato alla piattaforma logistica di Jera Campana per la produzione del biochar attraverso l’impianto di gassificazione Spanner; quello qualitativamente peggiore verrà invece trasportato all’impianto prototipo presso il Polo tecnologico del campus universitario di Parma, studiato appositamente per l’utilizzo di materiali di scarso valore.
Azione 2 Gassificazione con impianto Spanner
Il cippato di faggio derivato da materiale legnoso qualitativamente migliore verrà utilizzato nell’impianto Spanner. Il cippato verrà essiccato in modo da ridurre l’umidità del prodotto sino al 10%. Successivamente, il cippato essiccato andrà ad alimentare l’impianto di cogenerazione Spanner per iniziare il processo di gassificazione. Il biochar ottenuto verrà utilizzato nelle prove sperimentali in bosco in confronto col biochar derivante dal micro-gassificatore prototipo sito presso l’Università di Parma.
Azione 3 Carbonizzazione degli scarti cippati
Il cippato derivato da materiale legnoso qualitativamente peggiore, oggi considerato uno scarto non valorizzabile, verrà processato mediante il piro-gassificatore prototipale Parsifal studiato appositamente per l’utilizzo tal quale di materiali di scarto a differente grado di umidità.
Considerando che gli interventi di cippatura boschiva utilizzati dal progetto sono dimensionati per impianti 4/5 volte
più grandi, quindi con coclee di alimentazione più grandi, per potere alimentare il micro-impianto sarà necessario
ripassare la biomassa legnosa per ridurre le dimensioni e garantire l’accesso al bioreattore.
Azione 4 Prove selvicolturali
Le prove sull’utilizzo del biochar ottenuto mediante utilizzo dei due impianti verranno effettuate presso una fustaia di conifere miste a prevalenza di abete bianco situata nella Comunalia di Pontolo, in Comune di Borgotaro. Lo scopo è quello di verificare la rinnovazione spontanea da seme, di abete e anche delle latifoglie limitrofe, all’interno di una tagliata creata appositamente (metodo della rinnovazione a buche nelle conifere). Essendo tale fustaia situata nella fascia altimetrica del faggio, ed essendo comunque stata impiantata in quella che un tempo era una faggeta, si ritiene utile utilizzare biochar di faggio (da gassificatore Spanner e da micro-gassificatore sperimentale) per le verifiche in bosco. Il disegno sperimentale che verrà adottato prevede 3 differenti trattamenti:
- con biochar pre-combustore ottenuto da cippato di “buona qualità”;
- con biochar ottenuto da cippato di “peggiore qualità”;
- senza biochar, terreno testimone.
Dopo la distribuzione delle matrici, verranno effettuati rilievi per l’identificazione delle essenze colonizzatrici, superficie colonizzata delle diverse parcelle e stato di crescita delle in diversi momenti della sperimentazione: prima della distribuzione delle matrici e a 6, 12 e 18 mesi di distanza.
La misura della colonizzazione verrà effettuata a cadenze stabilite avendo cura di rilevare la presenza di plantule al mq, data rilevazione, caratterizzazione botanica dell’essenza, altezza/sviluppo raggiunto dalla pianta. Sul terreno delle diverse parcelle verranno inoltre effettuati prelievi di suolo da sottoporre ad analisi chimica e fisica (pH, capacità di scambio cationico, tessitura, carbonio organico, azoto, microelementi, ecc.) in diversi periodi dell’anno al fine di riuscire a monitorare i possibili cambiamenti dovuti alle diverse matrici. Per alcuni campioni particolarmente interessanti, si valuterà l’indice di qualità biologica del suolo (QBS) mediante analisi delle popolazioni di microinvertebrati.
Azione 5 Analisi sul biochar per il suo utilizzo come ammendante
Questa azione prevede una serie di analisi volte alla caratterizzazione dei due tipi di biochar prodotto nel corso del progetto prima della sua applicazione in prove di campo, fornendo informazioni utili ad orientare le fasi della sperimentazione. In particolare, si procederà alla:
- Determinazione delle caratteristiche chimiche e fisiche: pH, conducibilità elettrica, capacità di scambio cationico, porosità, densità, area di superficie (specific surface area SSA in m2/g), volume dei pori, granulometria, contenuto di sostanza organica e ceneri, umidità residua e sostanza secca;
- Determinazione della eventuale presenza di contaminanti inorganici (metalli e metalloidi), mediante analisi con assorbimento atomico (AAS);
- Determinazione degli aspetti morfologici del biochar mediante microscopia ottica ed elettronica a scansione / scansione ambientale con microanalisi (SEM/EDX e/o ESEM);
- Prove di fitotossicità su diversi vegetali mediante test standardizzati per studiare la germinazione dei semi e l'accrescimento radicale, combinati in un "indice di germinazione" (Germination Index GI): germinazione di Lepidium sativum, accrescimento di Lactuca sativa e Hordeum vulgare. Le analisi potranno essere estese anche a specie forestali per l'ambiente;
- Misurazione efficacia del biochar in termini di miglioramento della biodiversità vegetale;
- Valutazione dell’efficacia del biochar in rapporto alla quantità/ha;
- Analisi sul suolo dopo trattamento con ammendanti: contenuto di sostanza organica, umidità, sostanza secca, pH e conducibilità, analisi del contenuto di metalli con spettrometria ad assorbimento atomico;
Per alcuni campioni particolarmente interessanti, si valuterà l’indice di qualità biologica del suolo (QBS) mediante analisi delle popolazioni di micro invertebrati.
Azione 6 Valutazione impatto ambientale
L’attività sarà finalizzata a valutare i benefici ambientali ottenibili attraverso l’innovativa gestione dei residui legnosi derivanti dalla pulizia dei rii privati di montagna come previsto nel Piano.
La valutazione seguirà i principi dell’analisi del ciclo di vita (LCA), riportati negli standard internazionali ISO 14040:2006 e ISO 14044:2006. La LCA è una metodologia che permette di valutare il potenziale impatto associato a un bene o a un servizio, tenendo in considerazione l’intero ciclo di vita. Grazie al suo approccio olistico, garantisce la quantificazione degli eventuali “trasferimenti di impatto” tra diverse fasi della filiera e tra diversi comparti ambientali.
Nell’ambito del presente Piano, la valutazione si focalizzerà sulle possibili ripercussioni ambientali associate alla raccolta dei residui, alla loro cippatura e alla successiva pirolisi nei due distinti impianti e all’applicazione del biochar ottenuto in campo presso l’azienda sperimentale coinvolta. La principale categoria d’impatto analizzata sarà il surriscaldamento globale, strettamente correlato alle emissioni di gas ad affetto serra. I potenziali benefici ambientali saranno stimati confrontando gli impatti associati uno scenario “base” in cui gli residui legnosi non vengono valorizzati e uno scenario ottimizzato in i residui sono destinati a una loro valorizzazione energetica ed agronomica.
Azione 7 Redazione dei report e delle linee guida
Per ciascuna delle azioni verrà stilato un report da parte dei partner che, con cadenza annuale, registrerà tutti i risultati ottenuti e che sarà la base di eventuali miglioramenti da introdurre per l’anno successivo.
Al termine del periodo progettuale verrà stilato un resoconto tecnico-agronomico dell’attività svolta nell’azienda agricola coinvolta, riportante i successi e gli eventuali fallimenti delle tecniche testate nell’applicazione di diverso tipo di biochar.
Azione 8 Raccolta dati
- Campionamento valutazione valorizzazione agronomica
Il campionamento e le analisi del contenuto di carbonio e del biochar nei suoli verranno effettuate all’inizio, a metà ed alla fine della sperimentazione dei due anni in accordo con le metodiche ufficiali di analisi del suolo (D.M. n.79 del 11/05/1992 e D.M. n.185 del 13/09/1999) che consentono di uniformare i metodi di analisi e di ottenere valori interpretabili con oggettività. In particolare l’analisi del biochar aggiunto al suolo avverrà seguendo le linee guida formulate sia dal IBI (International Biochar Initiative) per una standardizzazione del Biochar da utilizzare nel suolo che dal Biochar Quality Mandate e dell’European Biochar Certificate1. - Campionamento valutazione impatto ambientale
I dati per la valutazione dell’impatto ambientale verranno raccolti durante la sperimentazione su apposite check-list predisposte per la raccolta dati. I dati verranno elaborati alla fine della sperimentazione in modo da valutare la riduzione dell’impatto ambientale ottenuta grazie all’utilizzo dei residui legnosi contenuti nei rii privati di montagna a scopi energetici e agronomici.