La sansa di olive diventa vermicompost: il ruolo dei lombrichi nella valorizzazione dei sottoprodotti oleari

La valorizzazione della sansa di olive rappresenta una delle questioni tecnologiche e ambientali più rilevanti per l'industria olearia. Soprattutto negli impianti di estrazione a due fasi, il sottoprodotto presenta un'elevata umidità e una concentrazione significativa di sostanza organica, zuccheri e composti fenolici. Caratteristiche che, da un lato, ne fanno una matrice potenzialmente interessante per il recupero agronomico e, dall'altro, complicano conservazione, movimentazione e utilizzazione.

La presenza di acqua e sostanze facilmente fermentescibili favorisce infatti l'instaurarsi di processi biologici incontrollati, con produzione di odori sgradevoli. I composti fenolici, inoltre, possono esercitare attività antimicrobica e fitotossica, mentre l'acidità e la composizione chimica della matrice possono ostacolare l'attività degli organismi coinvolti nei processi di trasformazione.

È su questo problema che interviene Lombricoil, progetto pilota avviato nella campagna olearia 2024 con l'obiettivo di trasformare la sansa vergine proveniente da sistemi di estrazione a due fasi in vermicompost, attraverso l'impiego dei lombrichi.

La sperimentazione si svolge presso il Frantoio della Cooperativa Agricola Primavera di Vallina, nel territorio di Bagno a Ripoli, e coinvolge il Dipartimento DAGRI dell'Università degli Studi di Firenze, il Centro Lombricoltura Toscano e Cia Toscana Centro. La cooperativa è il soggetto capofila dell'iniziativa, con il supporto tecnico e amministrativo di Cia Servizi Toscana Centro.

Il nodo tecnologico: la sansa fresca non è direttamente utilizzabile

Il principale ostacolo alla vermicoltura applicata alla sansa è rappresentato dalla composizione chimica del sottoprodotto. La matrice fresca, soprattutto quando proviene da impianti a due fasi, può risultare poco adatta all'alimentazione dei lombrichi per l'eccesso di acqua, la concentrazione di sostanze facilmente fermentescibili e la presenza di composti fenolici.

Questi ultimi svolgono un'importante funzione biologica nell'oliva, ma nel residuo di lavorazione possono esercitare un'azione inibente sulla microflora e sugli organismi del suolo. La loro concentrazione, insieme all'acidità e alla disponibilità di zuccheri, influenza quindi la possibilità di utilizzare direttamente la sansa come substrato per il vermicompostaggio.

Il progetto Lombricoil ha affrontato il problema intervenendo innanzitutto sulla preparazione della matrice.

La strategia individuata dal Centro Lombricoltura Toscano comprende tre passaggi:

• Miscelazione con foglie di olivo: l'aggiunta di materiale vegetale fibroso permette di correggere alcune caratteristiche fisiche e chimiche della sansa pura, migliorando la struttura del substrato.

• Idratazione periodica: il controllo dell'umidità favorisce l'attività microbica e l'avvio della fermentazione preliminare.

• Trattamenti combinati: l'integrazione delle diverse operazioni accelera la maturazione e la stabilizzazione del materiale, rendendolo progressivamente più adatto all'alimentazione dei lombrichi.

Il pretrattamento è dunque una fase determinante: non si tratta semplicemente di introdurre lombrichi nella sansa, ma di modificare preventivamente le caratteristiche della matrice fino a renderla biologicamente compatibile con la loro attività.

Il Centro Lombricoltura Toscano riferisce che, dopo la standardizzazione di questa fase, le miscele sperimentali hanno consentito di ottenere elevate densità di popolazione, un incremento delle dimensioni medie degli individui e tassi di conversione interessanti della biomassa organica in vermicompost. Le prime analisi di laboratorio sui prodotti maturi hanno inoltre evidenziato caratteristiche chimiche giudicate positive.

Quattro sistemi di maturazione a confronto

Un importante riferimento scientifico per comprendere il lavoro sperimentale è rappresentato dallo studio Advancing Circular Economy in Olive Oil Production: Comparing Maturation Systems for Vermicompost Creation from Olive Pomace, pubblicato nel 2024 sulla rivista internazionale Biomass.

La ricerca, firmata da Giulia Angeloni, Agnese Spadi, Ferdinando Corti, Marco Calcaprina, Giulia Carpi, Francesco Maioli, Alessandro Parenti e Piernicola Masella, ha confrontato differenti sistemi di maturazione della sansa per valutarne l'idoneità al successivo vermicompostaggio.

Sono stati presi in considerazione quattro trattamenti:

1. Miscelazione meccanica della sansa.

2. Aerazione della matrice.

3. Combinazione di miscelazione meccanica e aerazione.

4. Sansa non sottoposta a pretrattamento, utilizzata come controllo.

Per un periodo di 30 giorni sono stati monitorati alcuni parametri chimico-fisici fondamentali, in particolare pH, concentrazione dei polifenoli e contenuto di umidità. Parallelamente, presso il Centro Lombricoltura Toscano, sono state valutate le preferenze alimentari dei lombrichi rispetto ai substrati sottoposti ai diversi trattamenti.

Il risultato più significativo è stato il comportamento della matrice sottoposta alla combinazione di miscelazione meccanica e aerazione, che ha mostrato la maggiore appetibilità per i lombrichi.

Le differenze nella composizione chimica, soprattutto per quanto riguarda il contenuto di polifenoli e zuccheri totali, hanno influenzato la risposta biologica degli organismi. Il trattamento combinato ha probabilmente favorito una maggiore disponibilità dei nutrienti, migliorando le caratteristiche alimentari del substrato.

La ricerca dimostra quindi che la qualità del vermicompost non dipende soltanto dalla capacità digestiva dei lombrichi, ma anche dalla preparazione tecnologica della matrice di partenza.

Il ruolo dei lombrichi e la trasformazione della sostanza organica

Il vermicompostaggio è un processo di bioconversione nel quale lombrichi e microrganismi operano congiuntamente sulla sostanza organica. L'attività degli organismi determina una progressiva frammentazione del materiale, la degradazione delle frazioni più facilmente decomponibili e la trasformazione di una parte del carbonio organico in composti più stabili.

Il prodotto finale, comunemente definito vermicompost o humus di lombrico, presenta caratteristiche differenti rispetto alla matrice iniziale. La sostanza organica viene progressivamente stabilizzata e si modifica la disponibilità degli elementi nutritivi. Anche l'attività enzimatica e microbica contribuisce alla trasformazione del substrato.

Nel caso di Lombricoil, la sansa viene utilizzata come matrice nutritiva, mentre le foglie di olivo contribuiscono a migliorare le condizioni strutturali del materiale. Il sistema permette così di recuperare contemporaneamente due sottoprodotti della lavorazione olearia.

Un aspetto interessante riguarda la possibilità di ottenere un materiale contenente sostanza organica umificata, nutrienti e comunità microbiche potenzialmente utili alla rizosfera. Non si tratta soltanto di ridurre il volume di uno scarto, ma di modificarne le caratteristiche agronomiche.

Cosa dice la letteratura scientifica: riduzione dei fenoli e miglioramento del rapporto C/N

Le potenzialità del vermicompostaggio dei sottoprodotti oleari trovano riscontro anche in altre ricerche internazionali.

Uno studio pubblicato nel 2023 su Science of the Total Environment, dedicato alla valorizzazione dell'alpeorujo attraverso estrazione dei polifenoli e successivo vermicompostaggio, ha utilizzato il lombrico Eisenia fetida.

I ricercatori hanno prima recuperato i composti fenolici dalla sansa mediante solventi eutettici naturali, ottenendo un estratto contenente 3.988,74 mg/kg di polifenoli. La matrice residua, denominata alpeoNADES, presentava però un pH pari a 2, troppo acido per essere utilizzato direttamente dai lombrichi.

Per renderla idonea è stata miscelata con letame equino e paglia, utilizzando differenti rapporti in peso secco. Dopo tre settimane di precompostaggio, il pH delle miscele è salito a valori compresi tra 5,5 e 6, consentendo l'avvio del vermicompostaggio.

Il processo è proseguito per 23 settimane. La combinazione con letame nel rapporto 3:1 ha fornito il vermicompost di qualità migliore nel tempo più breve, con caratteristiche compatibili con gli standard europei per i fertilizzanti organici.

Lo studio è interessante perché dimostra come l'eliminazione o la riduzione delle criticità chimiche della sansa possa essere integrata con il recupero dei composti fenolici, ottenendo due prodotti valorizzabili: un estratto ricco di sostanze bioattive e un fertilizzante organico.

Ulteriori indicazioni arrivano da una ricerca pubblicata su Bioresource Technology Reports nel 2023, che ha esaminato l'effetto della durata del compostaggio termofilo preliminare sulla successiva vermiconversione delle acque di vegetazione olearie.

Sono state studiate miscele contenenti sansa, letame equino e paglia, con differenti percentuali di acque di vegetazione: 0%, 25%, 50% e 75%. Il pretrattamento termofilo è stato condotto per periodi di 15, 30, 45 e 60 giorni.

L'aumento della quota di acque di vegetazione ha richiesto tempi di precompostaggio più lunghi. La combinazione ottimizzata di compostaggio e vermicompostaggio ha consentito di ottenere:

• un rapporto carbonio/azoto finale (C/N) pari a 13,5;

• una riduzione del 95% dei composti fenolici;

• un miglioramento dell'indice di germinazione, indicativo della riduzione della fitotossicità e del maggiore effetto biostimolante del prodotto finale.

Si tratta di risultati ottenuti su matrici differenti da quelle del progetto toscano, ma particolarmente significativi per comprendere le potenzialità tecnologiche della combinazione tra pretrattamento e attività dei lombrichi.

La scelta del substrato e la sopravvivenza dei lombrichi

Un altro elemento da considerare è la risposta delle diverse specie di lombrichi alle caratteristiche chimiche dei sottoprodotti oleari.

Uno studio pubblicato su Applied Soil Ecology nel 2021 ha confrontato gli effetti delle acque di vegetazione e della sansa su due specie: Aporrectodea trapezoides ed Eisenia fetida.

La ricerca ha evidenziato che concentrazioni elevate di residui oleari possono determinare effetti negativi sulla crescita, sulla riproduzione e sulla sopravvivenza degli organismi. A concentrazioni più contenute, invece, sono stati osservati effetti positivi sulla crescita di Eisenia fetida, in particolare con una percentuale del 12,5% di sansa nel substrato.

È emersa inoltre una maggiore tolleranza di Aporrectodea trapezoides rispetto a Eisenia fetida.

Questi risultati confermano l'importanza della selezione della specie e, soprattutto, della corretta formulazione del substrato. La sansa non può essere considerata un alimento universalmente adatto ai lombrichi: concentrazione, maturazione e caratteristiche chimiche determinano la risposta biologica.

Dalla produzione di humus alla fertilità del terreno

La fase successiva di Lombricoil riguarda la verifica delle possibilità di impiego agronomico del vermicompost ottenuto.

Il professor Alessandro Parenti dell'Università di Firenze ha indicato tra le applicazioni possibili l'utilizzo del materiale per favorire l'attecchimento delle piante arboree in terreni difficili, comprese le aree urbane.

L'interesse agronomico è legato alla possibilità di apportare sostanza organica stabilizzata, migliorare alcune caratteristiche fisiche del terreno e favorire le condizioni biologiche della rizosfera.

Il vermicompost potrebbe quindi trovare impiego non soltanto negli oliveti, ma anche in vivai, interventi di ripristino della fertilità e nuove piantumazioni.

Per arrivare a un utilizzo consolidato saranno tuttavia necessarie prove agronomiche in campo, con la valutazione di alcuni parametri fondamentali:

• contenuto di sostanza organica e grado di umificazione;

• concentrazione di azoto, fosforo e potassio;

• rapporto carbonio/azoto;

• pH e conducibilità elettrica;

• concentrazione dei polifenoli residui;

• stabilità biologica e maturità del prodotto;

• indice di germinazione e risposta delle colture;

• effetti sulla struttura del terreno e sulla disponibilità dei nutrienti.

Sarà inoltre importante verificare le dosi ottimali di distribuzione e la compatibilità del prodotto con differenti tipologie di suolo.

Economia circolare, ma anche sostenibilità economica per i frantoi

L'interesse del progetto va oltre la produzione di un fertilizzante naturale. Secondo il Centro Lombricoltura Toscano, circa l'85% del materiale che entra in frantoio finisce per diventare sottoprodotto, principalmente sotto forma di sansa e foglie. Recuperare queste matrici significa intervenire su una quota rilevante dei flussi organici generati dalla lavorazione delle olive.

Il vermicompostaggio potrebbe consentire di organizzare una filiera locale di recupero, nella quale il frantoio diventa il punto di partenza di un processo di produzione di ammendanti destinati all'agricoltura.

Rimane da affrontare anche il tema della sostenibilità economica. Per valutare la reale trasferibilità del modello ad altri impianti occorrerà conoscere i costi di pretrattamento, gli spazi necessari, i tempi di maturazione, la capacità di trattamento per unità di superficie e la quantità di vermicompost ottenibile per tonnellata di sansa.

Altrettanto importante sarà definire il quadro normativo applicabile alla matrice in ingresso e al prodotto finale, distinguendo la gestione del sottoprodotto dalla produzione e commercializzazione di un fertilizzante conforme ai requisiti previsti dalla legislazione vigente.

Il progetto Lombricoil, sostenuto dalla Regione Toscana e patrocinato dal Comune di Bagno a Ripoli, mette insieme Cooperativa Agricola Primavera, Università di Firenze, Centro Lombricoltura Toscano e Cia Toscana Centro in un'esperienza di ricerca applicata che potrebbe avere ricadute anche su altre filiere agroalimentari.

La prospettiva è particolarmente interessante per il comparto oleario: trasformare la sansa da costo gestionale in una risorsa agronomica, recuperando sostanza organica e nutrienti e contribuendo a contrastare la progressiva perdita di fertilità dei suoli.

La vera sfida, adesso, è passare dalla dimostrazione biologica alla validazione agronomica ed economica del processo. Perché i lombrichi possono certamente trasformare la sansa, ma affinché questa soluzione diventi una tecnologia realmente applicabile nei frantoi occorre dimostrare che il vermicompost ottenuto sia costante nella qualità, sicuro nell'impiego e competitivo nei costi rispetto alle alternative disponibili.