Concimi, ammendanti e acqua purificata dagli scarti agricoli

I ricercatori Enea hanno ottenuto nuovi prodotti per l’agricoltura, come concimi, ammendanti e acqua ‘purificata’ per l’irrigazione, dallo scarto di produzione del biogas. Il risultato è stato raggiunto nell’ambito del progetto “BIOSOS - BIOgas SOStenibile” coordinato dall’Università di Camerino, grazie a un innovativo processo di filtrazione a due stadi che ha permesso di estrarre dalla frazione liquida del digestato nutrienti (azoto, fosforo e potassio) e sostanze organiche utilizzabili come fertilizzanti e ammendanti agricoli. 

Inoltre, secondo i ricercatori, il sistema consentirebbe di recuperare fino all’80% dell’acqua in uscita dal digestore, riutilizzabile all’interno del processo di biogasificazione, per la diluizione dei concimi o per l’irrigazione dei campi, un elemento di particolare rilievo considerando l’aumento degli eventi siccitosi riconducibili ai cambiamenti climatici.

“Con questa innovazione -spiega Gian Paolo Leone del Laboratorio Bioeconomia Circolare e responsabile per Enea del contratto commissionato dall’Università di Camerino- vogliamo offrire il nostro contributo al raggiungimento degli obiettivi europei, in particolare della strategia Farm to Fork che prevede una riduzione del 20% nell’utilizzo di fertilizzanti di sintesi entro il 2030; questi ultimi sono ad alta intensità energetica, contribuiscono all’esaurimento di risorse minerali come il fosforo e generano maggiori emissioni di gas serra”. 

Punto focale della sperimentazione Enea è l’uso di una particolare tecnologia di filtrazione che da anni è al centro delle attività di ricerca della Divisione Sistemi Agroalimentari Sostenibili. “Si basa su un processo di separazione dei liquidi dove il fluido scorre parallelamente alla superficie della membrana che separa in modo efficiente l’acqua e i sali dalle sostanze organiche concentrate -sottolinea Daniele Pizzichini, ricercatore del Laboratorio ENEA Bioeconomia Circolare-. La stessa tecnologia è già utilizzata per estrarre molecole di interesse alimentare, nutraceutico e cosmetico, per recuperare proteine dai reflui lattiero-caseari (come il siero di caseificazione) e molecole antiossidanti come polifenoli e flavonoidi dalle acque di vegetazione olearie, nonché per la dissalazione di acque salmastre e marine ai fini dell’approvvigionamento idrico”. 

I ricercatori Enea hanno lavorato mediante due stadi consecutivi di filtrazione presso la Hall tecnologica Processi Agro-industriali del Centro Ricerche Enea della Casaccia. Una volta messo a punto il sistema di filtrazione, i ricercatori Enea dovranno valutare il processo su scala pilota, per verificare, ad esempio, come reagiscono le membrane del primo stadio di filtrazione all’alto contenuto di sostanza organica e di solidi sospesi. Sviluppi futuri potranno riguardare l'’integrazione degli impianti di filtrazione al reattore per la produzione di biogas, così da trattare sul luogo gli scarti animali e le acque del digestato, rendendo il processo più efficiente ed economico. 

Andranno, infine, analizzati aspetti associati alla sostenibilità energetica della soluzione tecnologica, valutando, ad esempio, l’accoppiamento con fonti rinnovabili come il fotovoltaico, e verificato il possibile impiego dei concentrati come biostimolanti per sostenere il microbiota del suolo.

Con l’aumento della diffusione dei digestori anaerobici per la produzione di biogas da biomassa e rifiuti organici è cresciuta anche la produzione di digestato, sottoprodotto del processo di biogasificazione. 

Nel 2022, i volumi di digestato prodotti negli impianti europei hanno raggiunto quasi 31 milioni di tonnellate (Mt) di sostanza secca (con un contenuto di azoto pari a 1,7 Mt, di fosforo di 0,3 Mt e di potassio a 0,2 Mt), con previsioni di crescita fino a 75 milioni di tonnellate nel 2030 e 177 milioni di tonnellate nel 2050. In Italia, la produzione annuale di digestato si attesta a circa 3 Mt.