Università Cattolica del Sacro Cuore

9. Analisi dell’impatto ambientale e LCA

Cambiamento climatico, intensificazione d’uso del suolo e perdita di biodiversità sono fra le principali conseguenze ambientali dell’attività umana. In questo contesto l’agricoltura riveste un ruolo importante, sia per gli impatti che genera sull’ambiente che per l’influenza che questi impatti hanno sulle produzioni agricole. L’utilizzo combinato della metodica del Life Cycle Assessment (LCA) e del bilancio energetico, permette di determinare e ottimizzare l’impatto ambientale e le performance energetiche dei sistemi agricoli (eco-design). La metodica LCA valuta differenti categorie di impatto ambientale: cambiamento di uso del suolo, surriscaldamento globale, eutrofizzazione delle acque, eco-tossicità ed altre categorie riguardanti la salute umana. Gli impatti vengono valutati lungo l’intera filiera produttiva, che coinvolge tutte le operazioni colturali, la raccolta, la logistica fino anche alla trasformazione delle materie prime agricole in prodotti finiti (Fig. 1). Il nostro gruppo di ricerca ha prevalentemente realizzato studi di LCA relativi a produzioni bioenergetiche (produzione calore ed energia elettrica da colture annuali e poliennali; produzione di biogas da co-digestione di colture dedicate, residui, scarti e liquami), ma anche su produzioni convenzionali (latte) e si sta occupando del confronto tra pratiche di coltivazione convenzionali e conservative.

Immagini delle attività di ricerca


Obiettivi

Applichiamo metodiche LCA standardizzate e certificate (ISO 14044, ISO 14040) per valutare e comparare l’impatto ambientale e le performance energetiche di:

  1. pratiche agronomiche sostenibili:
    - subirrigazione vs irrigazione convenzionale (Fig. 1 area ricerca 2);
    - tecniche di agricoltura conservativa e convenzionale (Fig. 1 area ricerca 2);
    - coltivazione di colture bioenergetiche in fascia tampone vs coltivazione in pieno campo (area ricerca 4);
    - coltivazione a strisce in ambiente collinare (area ricerca 5);
    - produzione di energia con impianto agro-fotovoltaico (area ricerca 6);
    - ri-conversione a terreno arativo di terreni coltivati con colture da biomassa poliennali (area ricerca 2);
    - pratiche agricole che mirano al sequestro biologico del C a livello di azienda agricola e nel prodotto finale (Fig. 2 area ricerca 2);
    - coltivazione di specie poliennali da biomassa in terreni marginali e contaminati (area ricerca 9);
  2. filiere agricole per la produzione di bioenergia (sistemi di conversione della biomassa in energia - Fig. 2 e 3), biocompositi e metaboliti secondari (canapa industriale) e prodotti alimentari.

Attività sperimentali

  • Redazione del Life Cycle Inventory (LCI) attraverso raccolta dei dati primari (letteratura, database internazionali e campi sperimentali) per la quantificazione dei flussi di materia e di energia (Input e Output);
  • Analisi dell’impatto ambientale (GABI software) attraverso la creazione di un modello di filiera agricola al fine di stimare le diverse categorie di impatto (es. Global Warming Potential, GWP)
  • Realizzazione di bilancio energetici per la valutazione delle performance energetiche attraverso l’utilizzo di specifici indici energetici (es. Energy Return on Energy Investment, EROEI).

Progetti

HEDGE-BIOMASS - Produzione di colture da biomassa su fasce tampone
finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali - MIPAAF (2012-2016)

» GRACE - GRowing Advanced industrial Crops on marginal lands for biorEfineries
finanziato da H2020-BBI (2017-2021)

» CABIOS - Implementazione di tecniche di agricoltura conservativa e fasce tampone bioenergetiche per il miglioramento della qualità dell’acqua e del suolo
finanziato da PSR 2014-2020 Regione Emilia Romagna– Misura 16.1.01 (2017-2019)

» FarmCO2Sink - Stoccaggio del C e riduzione delle emissioni di gas serra climalteranti a livello di azienda agricola
finanziato da PSR 2014-2020 Regione Emilia Romagna– Misura 16.1.01 (2018-2020)

» Multihemp - Multipurpose hemp for industrial bioproducts and biomass
finanziato da EC-FP7 (2012-2017)

Gruppo di lavoro

Stefano Amaducci
Professore Associato
stefano.amaducci@unicatt.it

Paolo Serra
Postdoc

paolo.serra@unicatt.it

Alessandro Agostini Dottorando, ENEA

alessandro.agostini@enea.it

Pubblicazioni

  • Agostini, A., Battini, F., Giuntoli, J., Tabaglio, V., Padella, M., Baxter, D., Amaducci, S. (2015). Environmentally sustainable biogas? The key role of manure co-digestion with energy crops. Energies, 8, 5234-5265
  • Agostini, A., Battini, F., Padella, M., Giuntoli, J., Baxter, D., Marelli, L., Amaducci, S., 2016. Economics of GHG emissions mitigation via biogas production from sorghum, maize and manure digestion in the Po valley. Biomass & Bioenergy (doi:10.1016/j.biombioe.2016.02.022)
  • Battini, F., Agostini, A., Boulamanti, A. K., Giuntoli, J., & Amaducci, S. (2014). Mitigating the environmental impacts of milk production via anaerobic digestion of manure: Case study of a dairy farm in the Po Valley. Science of the Total Environment, 481, 196-208
  • Serra, P., Giuntoli, J., Agostini, A., Colauzzi, M., & Amaducci, S. (2017a). Coupling sorghum biomass and wheat straw to minimise the environmental impact of bioenergy production. Journal of Cleaner Production, 154, 242-254
  • Serra, P., Colauzzi, M., & Amaducci, S. (2017b). Biomass sorghum production risk assessment analysis: A case study on electricity production in the Po Valley. Biomass and Bioenergy, 96, 75-86.