Progettazione di Strutture per Suini. Punti Strategici per il futuro (3/3): il Cambiamento Climatico

Negli ultimi anni, il cambiamento climatico ha costretto i governi di tutto il mondo ad attuare leggi per ridurre l’impronta di carbonio di tutti i settori della società, compresa la produzione di suini. Pertanto, molte nuove tecnologie sono state sviluppate per rispondere a queste esigenze.

Gas ad effetto serra-Green-house gases

I gas serra (GHG Green-house gases) sono diventati una preoccupazione crescente negli ultimi decenni a causa dei loro potenziali effetti dannosi sul clima globale. L'emissione di gas provenienti dalla zootecnia, che include l'anidride carbonica (CO₂), metano (CH₄) e ossido nitroso (N₂O o N₂X), è uno dei principali contributori del GHG. Inoltre, preoccupano anche le emissioni di ammoniaca (NH₃).

Nella produzione di suini, la gestione dei liquami è una fonte di emissioni di CH₄ e N₂O. Predomina la gestione del liquame liquido, mentre i sistemi basati su liquame secco e paglia sono più presenti nella produzione suinicola estensiva e biologica. La maggior parte delle emissioni di gas serra derivanti dalla gestione dei liquami liquidi sono sotto forma di CH₄, mentre l'N₂O è meno presente e maggiormente generato nei sistemi con "liquami secchi". Questo articolo si concentra sulla produzione suina su larga scala e quindi principalmente sulla gestione dei liquami liquidi.

Tabla 1. Distribuzione delle emissioni di equivalente die CO₂ (CO2-e) per suino dalla nascita fino all'ingrasso di 115 kg (SEGES, 2021).

*Incluso il contributo della scrofa.

Quando si cerca di ridurre i gas serra è importante sapere come è possibile ottenere la massima riduzione al minor costo. Dalla tabella sopra riportata emerge chiaramente che i mangimi costituiscono il contributo maggiore ai gas serra, mentre il metano proveniente dalle feci è al secondo posto. Ovviamente, il contributo del mangime può essere ridotto solo aumentando l’efficienza alimentare, che è principalmente attribuita a una migliore genetica. Pertanto, ci concentreremo principalmente sulla riduzione del metano, dell’N₂O e di altre tecnologie di conservazione dell’energia. Di seguito sono elencate le tecnologie più importanti.

Raffreddamento dei liquami

La temperatura del liquame è solitamente intorno ai 20-24°C, simile alla temperatura ambiente della stalla. A temperature più basse, la crescita dei microrganismi sarà inferiore e la produzione di CH₄, CO₂ e NH₃ diminuirà esponenzialmente al diminuire della temperatura.

Tabella 2. Vantaggi e svantaggi della refrigerazione dei liquami.

Il raffreddamento del liquame viene effettuato installando tubi PEL da 25-30 mm nella base di cemento della fossa dei liquami. I tubi vengono installati con una distanza di 30-40 cm e fissati all'acciaio di armatura. Un circuito chiuso di tubi collegati ad una o più pompe di calore trasporta acqua fredda attraverso la base della fossa dei liquami, riducendo la temperatura del liquame e riscaldando l'acqua all'interno del tubo. La pompa di calore funziona come un frigorifero e raffredda l'acqua trasferendo il calore recuperato a un sistema di tubazioni per ottenere acqua calda che viene utilizzata per riscaldare le aree in cui è necessario il calore, solitamente i box parto e le unità di svezzamento. La pompa di calore funziona con elettricità e la produzione di calore è solitamente 4 volte l'energia assorbita in kW. Se il calore recuperato viene utilizzato interamente, l'effetto serra è di 1,0, 0,8 e 3,4 kg di CO₂-e per suino, comprese le scrofe

, i suini da 7-30 kg e 30-115 kg, rispettivamente, con un effetto di raffreddamento di 10 W/m².

Tabella 3. Refrigerazione dei liquami – effetti e costi di investimento.

Rimozione frequente dei liquami

Il liquame è una miscela di urina, feci e acqua e, se non gestito, può degradarsi e produrre CH₄. Il processo di decomposizione può essere controllato rimuovendo frequentemente i liquami e applicandoli alle colture come fertilizzante. La frequenza di rimozione dei liquami è solitamente una volta ogni 7 giorni.

Tabella 4. Vantaggi e svantaggi della rimozione frequente dei liquami.

Nei sistemi di liquami convenzionali, i "tappi" vengono rimossi utilizzando un'asta attraverso l'apertura della fessura. È importante iniziare con il tappo sulla sezione più lontana del serbatoio di raccolta per rimuovere tutti i detriti. Il liquame viene trasferito in un tubo dalla sezione al tubo principale, che lo conduce al serbatoio di ricezione. Il sistema può essere automatizzato e includere valvole posizionate strategicamente nella tubazione che vengono aperte da un interruttore elettrico.

Tabella 5. Rimozione frequente dei liquami - effetti sulle emissioni.

Acidificazione

Un acido viene aggiunto e miscelato con il liquame per ridurne il livello di pH.

La tecnologia consiste in un sistema di liquame convenzionale all'interno dei boxi, ma senza tappi (plugs). Il liquame viene svuotato quotidianamente dai box e conservato in un serbatoio di processo. Un acido, solitamente acido solforico (con una concentrazione del 93-96%), viene quindi aggiunto con attenzione al liquame. L'acido viene aggiunto da un contenitore posizionato sulle celle di carico per controllarne l'utilizzo. Vengono utilizzati circa 11-13 kg di acido per tonnellata di liquame. I sensori che misurano il pH costituiscono la base principale del controllo. Quando il livello di pH della miscela di liquame e acido raggiunge 5,5, la maggior parte della miscela viene pompata nei pozzi, mentre il resto viene pompato in un serbatoio di stoccaggio. La superficie delle fosse dei box è suddivisa in unità di 1.000-1.500 m² che vengono svuotate e riempite con liquami processati.

Le emissioni di odori possono essere ridotte aggiungendo un filtro a tamburo che separa i solidi dal liquido. Il sistema combinato è certificato MTD (BAT) e potrebbe ridurre gli odori del 61%.

Un recente studio dell’Università di Aarhus indica che potrebbe essere possibile ridurre la quantità di acido a 2-3 kg/tonnellata di liquame, ottenendo allo stesso tempo un forte effetto sulla riduzione di CH₄ e NH₃. Pertanto, l’acidificazione a basse dosi potrebbe essere una strategia praticabile per mitigare i gas serra. Inoltre, una nuova ricerca che utilizza l’acido acetico (CH₃COOH) invece dell’acido solforico indica che potrebbe ridurre i costi operativi e rendere il sistema più applicabile nei paesi in cui l’acido solforico non è facilmente disponibile. Inoltre, i rischi derivanti dall’utilizzo di un composto più debole come l’acido acetico sono inferiori.

Tabella 6. Acidificazione dei liquami – effetti sulle emissioni.

*Riduzione se abbinato a filtro a tamburo (Reduction if combined with drum filter).