Prodotti della digestione anaerobica

I prodotti che risultano alla fine del processo di decomposizione sono:

• Il "digestato", cioè un ammendante organico in grado di migliorare le caratteristiche chimico-fisiche dei terreni senza apporti di nitrati tipici dei concimi organico-minerali.
• Il “biogas” cioè un biocombustibile gassoso composto principalmente da metano (CH₄), che può costituirne fino l’80%, anidride carbonica e da altri gas minori quali azoto, idrogeno solforato, ossigeno, idrogeno e vapore acqueo.

Il Digestato
Il digestato è il sottoprodotto del processo di digestione anaerobica e può essere utilizzato come materiale fertilizzante sulle principali colture agrarie. La digestione anaerobica, infatti, determina una riduzione della sostanza organica meno stabile, ma non diminuisce la dotazione di azoto, fosforo e potassio della biomassa iniziale.

È un materiale che rispetto alla composizione iniziale si presenta omogeneo, con un elevato tenore di umidità conseguente alla degradazione biologica della maggior parte della sostanza secca; ciò dovuto principalmente all’azione di numerosi gruppi batterici che concorrono per la produzione di biogas. La sostanza organica prodotta risulta quindi più stabile e ricca di elementi di fertilità quali azoto, fosforo e potassio che, attraverso la distribuzione in campo, possono essere restituiti al suolo come nutrienti alle colture.
 
In ambito giuridico si parla di digestatocome “il materiale derivante dalla digestione anaerobica di effluenti di allevamento e di biomasse diverse, anche in miscela tra loro”; mentre, con il termine biomasse si intendono “i materiali naturali, vegetali e non pericolosi, di origine agricola e forestale utilizzati in agricoltura o per la produzione di energia e residui agro-industriali classificati come sottoprodotti” ai sensi dell’articolo 184 bis del D.Lgs. 152 del 2006.

Identificare il digestato come un vero e proprio fertilizzante permette anche di uscire dal solo orizzonte aziendale e di promuovere azioni volte alla valorizzazione di questa risorsa anche fuori dalla realtà dell’azienda agricola, permettendo al territorio di fare “sistema” tramite la promozione di una logica di filiera produttiva a ciclo chiuso e di protezione dell’ambiente. Una visione, questa, al passo coi tempi e con le esigenze ambientali ormai non più procrastinabili, che sempre più suggeriscono un approccio “green” dell’agricoltura moderna.

L’utilizzo agronomico del digestato quale fertilizzante, non deve tener conto solo del semplice apporto di elementi di fertilità in sostituzione dei concimi di sintesi, ma anche della possibilità di chiusura del ciclo del carbonio e dei nutrienti che sono la chiave di lettura di un’agricoltura sostenibile che riporta la centralità del recupero di materia quale mezzo di sostentamento della produzione agraria. L’acquisizione da parte del digestato di uno“status di fertilizzante” che possa godere della fiducia degli operatori agricoli e della popolazione, passa attraverso un attento esame delle caratteristiche chimiche e biologiche del materiale, nonché delle implicazioni ambientali legate al suo utilizzo. In particolare una completa caratterizzazione del digestato deve considerare i seguenti aspetti:

• Proprietà fertilizzanti che ne giustifichino l’utilizzo;
• Impatto odorigeno;
• Aspetti igienico-sanitari;
• Aspetti di protezione dell’ambiente.

Separazione del digestato
La separazione solido/liquido è un valido sistema di lavorazione, ormai utilizzato nella maggior parte degli impianti a biomasse, atto a migliorare fortemente la gestione aziendale del digestato prodotto; questa tecnica inoltre permette di scindere il composto in due frazioni distinte: una liquida detta chiarificata ed una solida detta separato solido o “palabile”. I motivi di tale scelta sono da attribuirsi principalmente ad una maggiore praticità di utilizzo e di gestione del digestato,sia internamente ed esternamente all’azienda che in uso agronomico e alla possibilità di prevenire i problemi di flottazione superficiale delle frazioni sospese (il caratteristico “cappello”) che possono comparire negli stoccaggi o la conseguente sedimentazione sul fondo delle vasche che nel tempo ne riduce notevolmente la capacità di contenimento; inoltre si ha una notevole riduzione della viscosità che pertanto ne permette una migliore pompabilità della frazione chiarificata, nel caso in cui si intenda utilizzarla in copertura tramite tecniche di fertirrigazione.
Negli impianti a biogas realizzati presso aziende agricole e zootecniche la separazione solido/liquido è solitamente attuata con separatori a compressione elicoidale oppure a rulli contrapposti, mentre è più rara la presenza di centrifughe e nastropresse. Le due frazioni che si generano tramite il loro utilizzo, presentano un potere fertilizzante ben distinto per cui si può osservare che

• La frazione “palabile” ha una dotazione di sostanza organica o solidi volatili maggiore rispetto alla chiarificata; essa presenta azoto sotto forma essenzialmente organica e un rapporto N/P (azoto/fosforo) spostato a favore del fosforo; in genere rappresenta non più del 10-15% del tal quale del digestato ed è caratterizzata da un contenuto di sostanza secca superiore al 20% circa. In campo agronomico è adatta ad un uso ammendante dato dalla sua notevole ricchezza in sostanza organica; infatti si tratta di un valido sostituto del letame, che contribuisce a mantenere la dotazione di sostanza organica del suolo e rilascia i nutrienti in modo più graduale. Questa frazione può essere opportunamente utilizzata in pre-aratura su colture autunno-vernine, da rinnovo oppure in frutticultura e orticoltura e comunque in tutti i casi in cui sia necessario adottare un fertilizzante organico a lento effetto ovvero capace di cedere lentamente gli elementi nutritivi al suolo.

 

• La frazione chiarificata ha una minore dotazione di sostanza organica e un elevato contenuto di azoto sotto forma ammoniacale, che può arrivare a rappresentare fino al 70-90% dell’azoto totale presente e un rapporto azoto/fosforo spostato a favore dell’azoto. Si tratta di un fertilizzante a pronto effetto, capace di rilasciare rapidamente nutrienti alle colture; grazie alla notevole facilità di infiltrazione nel suolo subito dopo lo spandimento, la distribuzione della frazione chiarificata del digestato può ridurre le emissioni di ammoniaca in atmosfera e nel caso in cui il tenore di solidi siacontenuto può essere possibile la distribuzione anche senza interramento o con interramento poco profondo; Inoltre si presta ad un uso in copertura con tecniche di fertirrigazione.

L’impiego del digestato sui terreni agricoli ai fini fertilizzanti rappresenta il termine naturale di un ciclo produttivo che, partendo dagli organismi vegetali e passando o meno attraverso l’allevamento animale, racchiude l’opportunità di usufruire a pieno, tramite gli impianti a biogas, del notevole contenuto nutritivo ed energetico racchiuso in quelle che sono le biomasse.

Il Biogas
Il biogas è indicato dall’Unione Europea come una tra le fonti rinnovabili, non fossili, che possono assicurare non soltanto autonomia energetica, ma anche la graduale riduzione dell’attuale inquinamento ambientale e dell’effetto serra.
Il biogas è un biocombustibile gassoso ottenuto dalla fermentazione in assenza di ossigeno (digestione anaerobica) di materiali residui di origine organica, animale o vegetale. L’intero processo avviene in ambienti a temperatura controllata, ad opera di microrganismi attivi che convertono la materia prima in biogas costituito per il 50-70% da metano e per la restante parte da anidride carbonica (CO2), ossigeno, azoto, idrogeno e altri gas in tracce (incluso l’acido solfidrico). Il biogas così prodotto può essere impiegato, tramite una centrale termoelettrica a blocco o cogeneratore, per la produzione congiunta di energia elettrica e calore o tramite appositi impianti di depurazione, convertito in biometano così da poter essere adottato nel settore dei trasporti in sostituzione dei combustibili fossili.