La sostenibilità agro-ambientale può essere analizzata attraverso l’utilizzo di diversi metodi: misurazioni dirette, modelli di simulazione e indicatori semplici o composti, ognuno caratterizzato da diversi livelli di precisione e applicabilità. Il Life Cycle Assessment (LCA, analisi del ciclo di vita) è un metodo di analisi, basato sul calcolo di specifici indicatori, che permette di valutare gli effetti ambientali di un processo produttivo “dalla culla alla tomba”, ossia a partire dalla produzione delle materie prime utilizzate sino all’utilizzo finale del prodotto. Gli indicatori previsti nell’LCA permettono di valutare numerosi effetti sull’ambiente quali l’impronta di carbonio, l’acidificazione del suolo e l’eutrofizzazione delle acque. Si descrive, come esempio, un caso studio riguardante la realizzazione di una filiera per la produzione di farina di mais destinata al consumo umano a ridotto impatto ambientale. Analizzando i risultati dell’LCA è stato possibile individuare le tecniche agronomiche più efficienti e migliorare le fasi produttive più impattanti del processo produttivo come, ad esempio, la profondità di lavorazione del suolo.
Negli ultimi decenni l’attività agricola si è intensificata a livello globale aumentando la produzione e divenendo economicamente più competitiva con conseguente incremento di dipendenza dagli input esterni (Lal, 2007): ciò ha comportato pure la trasformazione dell’agro-ecosistema (Zaccarelli et al., 2008).
L’aumento dell’intensità dei moderni agro-ecosistemi ha determinato un crescente interesse nel valutare la sostenibilità degli stessi. La FAO prevede che entro il 2050 la produzione dei cereali aumenterà di un terzo arrivando a 3 miliardi di t, la soia aumenterà del 140% e la produzione di carne a 470 milioni di t. L’incremento delle produzioni planetarie negli ultimi 50 anni è stato ottenuto per il 30% attraverso la coltivazione di nuove terre e per il 70% attraverso l’incremento delle rese delle colture. Data la scarsità di nuove terre fertili, sarà l’aumento delle rese unitarie a dover fronteggiare l’ulteriore aumento della domanda di produzioni agroalimentari, stimata intorno al 70-80% entro la metà del secolo (Bonari, 2014).
Life Cycle Assessment (LCA)
Gli strumenti più utilizzati da ecologi e agronomi per stabilire l’impatto ambientale delle pratiche agricole e monitorare gli effetti delle politiche agro-ambientali, oltre ai modelli di simulazione, sono gli indicatori (Makowski et al., 2009).
Il Life Cycle Assessment (LCA) è una metodologia di analisi che permette di stimare l’impatto sull’ ambiente di un prodotto o di un processo attraverso il calcolo di specifici indicatori: se l’indicatore è positivo si hanno effetti negativi sull’ambiente (Bacenetti e Fiala, 2014). I punti chiave della metodica sono: la definizione dell’unità funzionale, ossia la grandezza a cui si riferiscono i risultati (es. kilowattora, ettaro lavorato, chilogrammo di prodotto, ecc.) e per la quale sono valutati le potenziali conseguenze sull’ambiente, la qualità dei dati disponibili (misure dirette o inventari), i limiti del sistema analizzato e la valutazione degli impatti. (Figura 1). Nel settore agricolo, relativamente alla fase di coltivazione, numerosi studi hanno dimostrato che una quota considerevole degli effetti ambientali, quali l’acidificazione del suolo, l’eutrofizzazione delle acque e le emissioni di gas climalteranti (gas serra in grado di influenzare negativamente il clima), è legato al consumo di carburanti per la meccanizzazione delle operazioni di campo e alle emissioni conseguenti all’impiego di fertilizzanti.
figura 1 - Componenti principali della metodologia di calcolo LCA
L’analisi del ciclo di vita (LCA) può essere utilizzata per:
- individuare quali processi all’interno della filiera produttiva sono maggiormente responsabili degli effetti ambientali;
- confrontare differenti tecniche di coltivazione che portano alla produzione di prodotti equivalenti (es. diverse tecniche di fertilizzazione);
- valutare gli effetti sull’ambiente ottenuti introducendo modifiche nel processo produttivo (es. introducendo tecniche di agricoltura conservativa);
Gli indicatori inseriti nella metodologia LCA sono comunemente 4:
- la Carbon Footprint (letteralmente, "impronta di carbonio"): rappresenta l'emissione di gas clima-alteranti attribuibile ad un prodotto, un'organizzazione o un individuo,
- il potenziale di acidificazione,
- il potenziale di eutrofizzazione,
- la formazione di ossidanti fotochimici.
La Carbon footprint è l’indicatore LCA più utilizzato, esso esprime quantitativamente gli effetti prodotti sul clima ad opera dei gas climalteranti generati da attività antropiche.
I gas che maggiormente contribuiscono all’effetto serra (Ghg) derivanti dall’attività agroindustriale sono: biossido di carbonio (CO2); metano (CH4); protossido di azoto (N2O).
Per rendere confrontabili l’effetto dei diversi gas si utilizza l’indice Global warning potential (GWP) attraverso cui l’azione del singolo gas è comparata a quella dell’anidride carbonica (CO2) (che è assunta come riferimento CO2 equivalente, ad esempio 1kg di metano = 23kg CO2eq).
L’utilizzo del solo indicatore Carbon footprint rispetto a una LCA “completa” facilità la comunicazione e la comprensione da parte del consumatore. La Carbon footprint, per le ragioni suddette, costituisce un importante indicatore ambientale che si sta affermando come strumento di marketing usato da industrie manifatturiere e agroalimentari per dimostrare il loro impegno a ridurre l’impatto ambientale per evidenziare la sostenibilità dei loro prodotti (Guerci et al., 2013).
Esempio applicativo di LCA
A titolo di esempio si riporta uno studio condotto con lo scopo di costruire una filiera per la produzione di farina di mais per il consumo umano a ridotto impatto ambientale, mantenendo gli standard qualitativi sanitari (contenuto di micotossine) e tecnologici. In altri termini si è puntato ad ottenere un prodotto alimentare che riduca l’impatto ambientale dell’intero processo produttivo adottando:
- tecniche agronomiche che minimizzino l’uso di input tecnici e preservino la sostanza organica del suolo;
- pratiche di essiccazione a ridotto consumo energetico;
- materiali riciclabili per l’imballaggio del prodotto finale.
Come riportato in Figura 2, l’LCA considera tutte le fasi: coltivazione, trasformazione in farina e vendita finale.
figura 2 - Confini del sistema analizzato per la valutazione LCA per la produzione di farina di mais
Per la produzione della granella di mais, sono state confrontate 4 tecniche agronomiche:
- Sistema “tradizionale” con aratura, erpicatura e sarchiatura,
- Sistema “Semina su sodo” senza lavorazione del suolo e con semina diretta su terreno sodo,
- Sistema “Compost”, gestito impiegando compost di qualità derivante da raccolta differenziata (Moretti et al, 2014),
- Sistema “Basso Input”, gestito con tecniche di agricoltura integrata e minima lavorazione.
Nella fase di trasformazione della granella in farina, (uguale per tutte le 4 tecniche agronomiche), sono stati considerati i consumi energetici (metano, gasolio, ecc.) sottesi alle varie fasi della macinazione.
Nella fase di imballaggio del prodotto finito si sono valutate le scelte del materiale di imballaggio e le modalità di impacchettamento attuate dell’azienda. A completamento sono state analizzate pure le fasi intermedie di trasporto del semilavorato e di gestione del prodotto finito.
L’analisi degli impatti è stata fatta principalmente in relazione all’indicatore Carbon Footprint. In Tabella 1 vi sono i valori LCA relativi alla fase di campo.
Tabella 1. Risultati dell’analisi Carbon footprint per tecnica agronomica.
|
Categoria d'impatto |
Unità |
Basso Input |
Tradizionale |
Semina su sodo |
Compost |
|
Carbon Footprint |
kg CO2 eq/t farina |
0,4498 |
0,5879 |
0,4243 |
0,3581 |
La tecnica agronomica Tradizionale è quella caratterizzata dai maggiori impatti sull’ambiente: ciò dipendente strettamente da tipologia e modalità di lavorazioni del campo e dalla quantità di input immessi nel terreno (pesticidi, diserbanti e fertilizzanti). I valori calcolati per Basso Input e Semina su sodo sono inferiori rispetto alla tecnica tradizionale e sono tra loro confrontabili. Decisamente inferiore è la Carbon footprint calcolata per la tecnica Compost, con impatto pari a circa il 40% in meno rispetto alla tecnica tradizionale e a circa il 20% in meno delle restanti due tecniche.
In tutte e 4 le tecniche agronomiche a confronto gli impatti maggiori sono rappresentati dalle emissioni del suolo (in particolare N2O liberato durante i processi di denitrificazione), dall’essicazione, dalle emissioni dirette dalle operazioni di campo (lavorazioni e spargimento fertilizzanti, diserbanti, pesticidi). Il valore per le emissioni del suolo arriva a punte che superano il 50% circa dell’impatto totale nelle due tecniche di semina su sodo e utilizzo del compost. Nelle tecniche Tradizionale e Basso input le emissioni dirette delle lavorazioni del suolo e dei fertilizzanti hanno un peso maggiore.
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Componenti principali della metodologia di calcolo LCA
(Fonte: http://www.mygreenbuildings.org/wp-content/uploads/2010/12/LCA-Framework.jpg)
Confini del sistema analizzato per la valutazione LCA per la produzione di farina di mais
(Fonte http://www.betaitalia.it/UploadedFiles/agroenergie/Unibo_190112.pdf)
Le valutazioni sulla sostenibilità dei sistemi produttivi stanno assumendo sempre più importanza anche nel comparto agroindustriale e agroenergetico.
Molti sono gli aspetti che concorrono alla definizione di sostenibilità di una filiera e solo un’accurata e completa valutazione permette di ottenere un’informazione completa. L’analisi di tutti questi aspetti consente di confrontare e scegliere le soluzioni caratterizzate da minori conseguenze ambientali. In questo contesto l’applicazione della metodologia LCA è uno strumento utile per quantificare in modo standardizzato ed economico le prestazioni ambientali dell’intera filiera.
Oltre ad offrire una maggiore trasparenza delle aziende nei confronti dei consumatori, che possono così conoscere il valore ambientale del prodotto acquistato, LCA permette ad agricoltori e tecnici di scegliere le tecniche agronomiche meno impattanti evidenziando le fasi più critiche del processo produttivo.
La riduzione degli input produttivi nei sistemi agricoli (lavorazioni del suolo, concimazioni) consente di ridurre le fonti di inquinamento potenziali e gli input energetici nei sistemi di produzione agricola. Tali sistemi, in linea con gli obiettivi delle politiche agrarie comunitarie, si dimostrano più efficienti perché, nonostante le riduzioni degli input, sono in grado di eguagliare le produzioni di una tecnica agronomica tradizionale.
Bacenetti J., Fiala M., 2014. Elettricità da biogas. Intersezioni – Organo di informazione e cultura professionale dell’Ordine dei Dottori Agronomi e dei Dottori Forestali di Milano. 23 luglio 2014.
Bonari E. 2014. La ricerca agronomica e la sostenibilità dell’intensificazione colturale nell’agricoltura italiana. XLIII Convegno Nazionale Società Italiana di Agronomia, 17-19 Settembre 2014, Pisa.
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