IL FENOMENO DELLA DERIVA DEI PRODOTTI FITOSANITARI: I FATTORI CHE LA INFLUENZANO E LE SOLUZIONI PER CONTENERLA

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1 LE SOLUZIONI PER LA RIDUZIONE DELL IMPATTO TERRITORIALE DEI FITOFARMACI, DALLA TEORIA ALLA PRATICA Pinerolo (TO), 11 Marzo 2014 IL FENOMENO DELLA DERIVA DEI PRODOTTI FITOSANITARI: I FATTORI CHE LA INFLUENZANO E LE SOLUZIONI PER CONTENERLA Paolo Balsari DiSAFA - Università di Torino

2 LE PERDITE DI PRODOTTO Stima delle perdite nei trattamenti alle colture arboree (% rispetto al distribuito) Perdite per evaporazione (4-6%) Perdite per deriva nell atmosfera e oltre il bersaglio (8-15%) Perdite a terra (10-60%) (Possono originare ruscellamento) Utile ai fini biologici (19-56%)

3 Stima dell incidenza delle diverse forme di inquinamento delle acque superficiali da prodotti fitosanitari Inquinamento puntiforme 5 % Deriva 30 % Run-off Sorgenti di inquinamento diffuso Run-off Drenaggio Deriva > 50 % Riempimento e lavaggio irroratrici, smaltimento reflui (da Roettele, 2012) Sorgenti di inquinamento puntiforme

4 CHE COSA SI INTENDE PER DERIVA? DERIVA : Il movimento del fitofarmaco nell atmosfera dall area trattata verso qualsivoglia sito non bersaglio, nel momento in cui viene operata la distribuzione (ISO 22866)

5 Deriva del prodotto a terra (% del volume distribuito) ENTITA DELLA DERIVA A TERRA Colture erbacee (da Ganzelmeier et al. 2000) Distanza dall'area trattata (m)

6 Deriva del prodotto a terra (% del volume distribuito) ENTITA DELLA DERIVA A TERRA Vigneto Primi stadi vegetativi Piena vegetazione 0.1 (da Ganzelmeier et al. 2000) Distanza dall'area trattata (m)

7 Deriva del prodotto a terra (% del volume distribuito) ENTITA DELLA DERIVA A TERRA Frutteto (da Ganzelmeier et al. 2000) Primi stadi vegetativi Piena vegetazione Distanza dall'area trattata (m)

8 RISCHI PER L AMBIENTE LEGATI ALLA DERIVA DEI PRODOTTI FITOSANITARI CONTAMINAZIONE DEI CORSI D ACQUA CONTAMINAZIONE DI AREE SENSIBILI ALL INQUINAMENTO (es. parchi naturali, aree umide, ecc.) CONTAMINAZIONE DI COLTIVAZIONI ADIACENTI A QUELLA TRATTATA CONTAMINAZIONE DI AREE URBANE (astanti o bystanders)

9 PRINCIPALI REQUISITI PREVISTI DAL PIANO DI AZIONE NAZIONALE IN TEMA DI DERIVA PARTI DEL PAN RIGUARDANTI L INQUINAMENTO DELLE ACQUE CAPITOLO A.5: Misure specifiche per la tutela dell ambiente acquatico e dell acqua potabile e per la riduzione dell uso dei prodotti fitoiatrici in aree specifiche Par. A.5.1: predisposizione di Linee Guida riguardanti: - Tutela dell ambiente acquatico e dell acqua potabile - Misure volontarie di accompagnamento per la mitigazione del rischio (rischi associati alla deriva, al ruscellamento e alla percolazione) - Tutela delle biodiversità e misure specifiche riferite alle aree naturali protette e i Siti di Natura 2000

10 PRINCIPALI REQUISITI PREVISTI DAL PIANO DI AZIONE NAZIONALE IN TEMA DI DERIVA Par. A.5.2.1: Misure specifiche per l ambiente acquatico - Misure specifiche per ridurre la presenza nell ambiente dei prodotti fitosanitari classificati pericolosi per l ambiente acquatico Par. A.5.2.2: Misure specifiche per l acqua potabile (acque superficiali e sotterranee destinate al consumo umano) - Prescrizioni specifiche per limitare o sostituire quei prodotti fitosanitari che possono contaminare queste risorse idriche

11 PRINCIPALI REQUISITI PREVISTI DAL PIANO DI AZIONE NAZIONALE IN TEMA DI DERIVA Par. A.5.2.3: Misure volontarie di accompagnamento - Misure di mitigazione della deriva per minimizzarla o impedirne gli effetti (rif. al Progetto TOPPS PROWADIS) Par. A.5.3: Tutela dei corpi idrici intesi a scopo ricreativo, comprese le aree di balneazione Misure per la riduzione e/o eliminazione dell uso dei prodotti fitosanitari e dei rischi: 1. Sulle o lungo le linee ferroviarie (par. A.5.4) 2. Sulle o lungo le strade (par. A.5.5)

12 PRINCIPALI REQUISITI PREVISTI DAL PIANO DI AZIONE NAZIONALE IN TEMA DI DERIVA MISURE DI RIDUZIONE/ELIMINAZIONE DELL USO DI PRODOTTI FIOTOIATRICI E DEI RISCHI: 1. Sulle o lungo le linee ferroviarie (par. A.5.4) 2. Sulle o lungo le strade (par. A.5.5) 1. Valutare l impiego di mezzi alternativi all uso dei prodotti fitosanitari (mezzi meccanici, fisici, biologici) 2. Ridurre le dosi di impiego dei prodotti 3. Impiegare per la distribuzione dei prodotti, attrezzature che consentano la riduzione delle perdite nell ambiente, al minimo

13 PRINCIPALI REQUISITI PREVISTI DAL PIANO DI AZIONE NAZIONALE IN TEMA DI DERIVA Par. A.5.6: Misure per la riduzione e/o eliminazione dell uso dei prodotti fitosanitari e dei rischi legati al loro utilizzo nelle aree frequentate dalla popolazione o da gruppi vulnerabili 1. Valutare l impiego di mezzi alternativi all uso dei prodotti fitosanitari (mezzi meccanici, fisici, biologici) 2. Ridurre le dosi di impiego dei prodotti 3. Impiegare per la distribuzione dei prodotti, attrezzature che consentano la riduzione delle perdite nell ambiente, al minimo

14 PRINCIPALI REQUISITI PREVISTI DAL PIANO DI AZIONE NAZIONALE IN TEMA DI DERIVA Par. A.5.7: Misure per la riduzione dei rischi nelle aree trattate di recente on prodotti fitosanitari e frequentate dagli operatori agricoli Par. A.5.8.2: Misure volontarie, complementari 1. Criteri per favorire finanziamenti per la produzione biologica e produzione integrata volontaria 2. Azioni per incentivare la costituzione ed il mantenimento di siepi e fasce tampone per la salvaguardia delle aree sensibili 3. Azioni per incentivare la mitigazione del rischio legato a fenomeni di inquinamento dovuti alla deriva e al ruscellamento dei prodotti fitosanitari

15 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA DERIVA Condizioni metereologiche Dimensione delle gocce Miscela fitoiatrica distribuita (formulato+coadiuvante+acqua) Tipologia di irroratrice impiegata Regolazione dell irroratrice

16 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA DERIVA Condizioni metereologiche predominanti Velocità e direzione del vento Temperatura umidità relativa

17 Influenza della velocità del vento (prove Disafa in galleria del vento)

18 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA DERIVA Dimensione delle gocce Le dimensioni delle gocce sono generalmente espresse in micron (µm). Il micron risulta l unità di misura appropriata, essendo 1 micron pari a 0,001 mm. Dal momento che nella realtà la maggior parte degli ugelli producono gocce le cui dimensioni variano moltissimo, risulta molto utile a fini pratici l analisi dello spettro (insieme delle gocce prodotte), al fine di valutare il grado e l efficienza della polverizzazione.

19 35% 30% XR bar 25% 20% VMD = % 10% 5% 0% classi di diametro (µm) D10 = 122 D90 = oltre 600 CLASSI DIMENSIONALI DEI DIAMETRI DI DIFFERENTI POPOLAZIONI DI GOCCE 50% 40% XR bar 30% VMD = % D10 = 65 10% D90 = 278 0% oltre 600 classi di diametro (µm)

20 30 cm ENTITA DELLA DERIVA IN FUNZIONE DELLA DIMENSIONE DELLE GOCCE Vento 5 km/h (1.4 m/s) 20 micron 50 micron 100 micron 150 micron 400 micron Distanza di deriva (m)

21 COME MODIFICARE LA DIMENSIONE DELLE GOCCE a) UGELLI A POLVERIZZAZIONE PER PRESSIONE Scegliere il tipo di ugello adeguato (portata/tipologia) Modificare la pressione di esercizio

22 VMD VARIAZIONE DIMENSIONALE DELLE GOCCE EROGATE DA DIFFERENTI TIPOLOGIE DI UGELLI A FESSURA IN FUNZIONE DELLA PRESSIONE LEGENDA TT: ugello antideriva a getto piatto DG: ugello antideriva con preorifizio XR: ugello tradizionale

23 VMD (µm) COME MODIFICARE LA DIMENSIONE DELLE GOCCE b) DIFFUSORI PNEUMATICI: INTEVENIRE SULLA PORTATA E SULLA VELOCITA DELL ARIA aria Pressione aria (mm H 2 O) liquido ,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Portata liquido (l/min)

24 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA DERIVA Miscela fitoiatrica distribuita (formulato+coadiuvante+acqua) INCREMENTO DELLA DIMENSIONE DELLE GOCCE (VMD) Tipologia ugello Acqua pura Acqua + coadiuvante* 0.05% Acqua + coadiuvante* 0.1% XR 01 (5 bar) gocce fini XR 03 (3 bar) gocce medie XR 06 (1 bar) gocce grandi VMD (µm) rilevati dal DEIAFA in funzione del tipo di miscela utilizzato e della classe di dimensione delle gocce * coadiuvante a base di olio vegetale

25 Incremento dimensioni gocce rispetto all'acqua pura (%) INCREMENTO DELLA DIMENSIONE DELLE GOCCE (VMD) 30% 25% Coadiuvante 0.05% Coadiuvante 0.1% 20% 15% 10% 5% 0% XR 01 (gocce fini) XR 03 (gocce medie) XR 06 (gocce grandi)

26 ml/min ml/min EFFETTO SULLA SENSIBILITÀ ALLA DERIVA Indice di deriva = vento vento Indice di deriva = Oltre 50% di deriva in meno rispetto all impiego di acqua pura cm cm Acqua pura Acqua + coadiuvante (0.05%) Ugello: a fessura tradizionale XR 03 Pressione: 3 bar Altezza: 50 cm Vento: 2.8 m/s

27 Deriva (% del distribuito) I FATTORI CHE INFLUENZANO LA DERIVA Tipologia di irroratrice impiegata 18.0% Aeroconvezione tradizionale 16.0% Aeroconvezione torretta 14.0% Pneumatica 12.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% LAI

28 I FATTORI CHE INFLUENZANO LA DERIVA Regolazione dell irroratrice

29 a) ADEGUAMENTO DEL PROFILO DI DISTRIBUZIONE La scelta del corretto profilo di distribuzione e il suo adeguamento a quello della pianta da trattare consente una notevole riduzione della deriva complessiva A) OTTIMIZZATO 2+2 ugelli attivi Volume di distribuzione 225 l/ha deriva B) STANDARD 4+4 ugelli attivi Volume di distribuzione 450 l/ha

30 Deriva (% del distribuito) Epoca: pre-fioritura (LAI 0.3) Irroratrice ad aeroconvezione tradizionale 4.5% 4.0% 3.5% 3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.0% - 30% deriva Vento: 5.1 m/s Distanza (m) ottimizzato standard

31 a) ADEGUAMENTO DEL PROFILO DI DISTRIBUZIONE POSSIBILI INTERVENTI SULLA MACCHINA PER ADEGUARE IL DIAGRAMMA ALLA FORMA DELLA PIANTA BERSAGLIO: - APERTURA O CHIUSURA UGELLI - ORIENTAMENTO UGELLI (soprattutto nel caso delle macchine pneumatiche o di quelle a diffusori orientabili) - DIMENSIONE UGELLI - ORIENTAMENTO DEFLETTORI

32 altezza da terra (m) altezza da terra (m) ALCUNI ESEMPI DI DIAGRAMMI l/min l/min l/min l/min l/min 1.05 l/min l/min 1.39 l/min l/min l/min liquido raccolto( m l) liquido raccolto( m l) IMPIEGO DI UGELLI DIVERSI (5 ATR - 10 bar)

33 altezza da terra (m) altezza da terra (m) altezza da terra (m) ALCUNI ESEMPI DI DIAGRAMMI 60 cm 50 cm 40 cm ugello liquido raccolto( ml) liquido raccolto( ml) liquido raccolto( ml) VARIAZIONE INCLINAZIONE ALETTA CON UGELLO 5 ATR gialli - 10 bar

34 Deriva (% del distribuito) b) ADEGUAMENTO DELLA PORTATA DEL VENTILATORE L impiego di portate d aria adeguate allo sviluppo vegetativo è una soluzione operativa in grado di ridurre la deriva complessiva, in particolare oltre 5 m dal margine dell area trattata 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% m 3 /h m 3 /h Riduzione deriva 13% Vento: m/s 6.1% 0.5% 0.0% 5.3% Distanza (m)

35 b) ADEGUAMENTO DELLA PORTATA DEL VENTILATORE

36 deposito totale (µl/cm2) 4,0 3,8 Interazione velocità dell aria e deposito sul bersaglio (prove su vite in campo) 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6 Utilizzo irroratrice con diffusori orientabili velocità aria (m/s)

37 deposito (µl/cm2) PIANTE PICCOLE Interazione velocità dell aria e deposito sul bersaglio (prove su pesco in campo) esterno interno velocità aria (m/s)

38 deposito (µl/cm2) PIANTE GRANDI Interazione velocità dell aria e deposito sul bersaglio (prove su pesco in campo) esterno interno velocità aria (m/s)

39 MISURE PER SALVAGUARDARE L AMBIENTE DALLA DERIVA DIRETTE Limitare la generazione di deriva INDIRETTE Limitare l esposizione alla deriva Impiegare dispositivi tecnici in grado di ridurre la deriva (SDRT) Fasce non trattate Fasce tampone (buffer zones) Fasce vegetate Barriere frangivento, reti antigrandine, ecc. Macchina irroratrice Parametri della distribuzione Contesto del trattamento Buffer zone di ampiezza fissa Buffer zone di ampiezza variabile (in funzione del tipo di attrezzatura impiegata)

40 SOLUZIONI TECNICHE PER LIMITARE LA DERIVA NELLE COLTURE ARBOREE Ugelli antideriva Sensori di vegetazione Sistema di ricircolo e tunnel Sistema di chiusura aria su un lato

41 Aria Entrata liquido UGELLI ANTIDERIVA Foro di aspirazione aria Turbodrop Piastrina dosatrice liquido Camera di miscelazione Uscita liquido Iniezione d aria

42 XR bar 1.2 l/min - VMD = 220 µm, d10 = 122 AI bar 1.2 l/min - VMD = 520 µm, d10 = 251

43 RIDUZIONE DELLA DERIVA CON UGELLI ANTIDERIVA (prove DiSAFA) Deriva (% del distribuito) 0.45% 0.40% 0.35% 0.30% Epoca: chiusura grappolo (LAI 1.6) Macchina: aeroconvezione torretta Portata ventilatore: m 3 /h Ugelli a turbolenza ATR Ugelli antideriva Riduzione = 67% 0.25% 0.20% 1.2% Vento: m/s 0.15% 0.10% 0.4% 0.05% 0.00% Distanza (m)

44 UGELLI ANTIDERIVA: POSSIBILI PROBLEMI Maggiore possibilità di otturazione Maggiore difficoltà valutazione corretto funzionamento Minori portate a ridotte pressioni e con liquidi viscosi Minore efficacia quando è richiesta una elevata copertura (> 50 impatti/cm 2 )

45 Utilizzo dell elettronica per ridurre la deriva ANEMOMETRO SONICO SATELLITE

46 Utilizzo dell elettronica per ridurre la deriva VarioWindSelect system developed at INSAD (PL) Attivazione automatica del tipo di ugello in funzione della velocità del vento (from Holownicki et al., 2003)

47 Irroratrici a tunnel con sistema di recupero del prodotto Riduzione deriva del 90%

48 ATOMIZZATORI DOTATI DI CHIUSURA LATERALE DELL ARIA riduzione deriva del 20-30% lato chiuso

49 ATOMIZZATORI DOTATI DI CHIUSURA LATERALE DELL ARIA chiuso aperto

50 MISURE INDIRETTE PER LIMITARE L ESPOSIZIONE ALLA DERIVA In numerosi Paesi dell Unione Europea sono già in vigore delle misure legislative che stabiliscono l ampiezza della fascia di rispetto (buffer zone) da osservare per prevenire i rischi di contaminazione ambientale legati alla deriva Fascia di rispetto Coltura trattata Area sensibile (o corpo idrico) NON TRATTATA n metri

51 Ampiezza della buffer zone legata alla tipologia di macchina e alla modalità di distribuzione dell agrofarmaco VENTO Ugello convenzionale (gocce fini), macchina priva di chiusura laterale dell aria BUFFER ZONE (NON TRATTATA) Corpo idrico Ugello antideriva (gocce grandi), macchina con chiusura laterale dell aria Necessità di classificare le macchine irroratrici in funzione della deriva generata Corpo idrico

52 IPOTESI DI ETICHETTA FUTURA PER GLI AGROFARMACI CON INDICAZIONE DELLE FASCE DI RISPETTO * Rispetto all irroratrice di riferimento

53 DERIVA: DIMENSIONE ZONA DI RISPETTO ( BUFFER ZONES ) ATTUALMENTE IN ITALIA LA DIMENSIONE MINIMA DELLA ZONA DI RISPETTO È STABILITA IN 5 METRI, MA PUÒ ARRIVARE FINO A 20 METRI NEL CASO DI PRODOTTI MOLTO «AGGRESSIVI» NEI CONFRONTI DELL AMBIENTE E DI AREE PARTICOLARMENTE SENSIBILI ALL INQUINAMENTO

54 I principali parametri utilizzati in UE per definire l ampiezza delle zone di rispetto Tossicità (tipo di formulazione) del prodotto fitosanitario Dose distribuita Sensibilità dell area adiacente a quella dove avviene l applicazione del prodotto fitosanitario Condizioni ambientali Tipologia di attrezzatura impiegata per la distribuzione

55 DISTANZA RICHIESTA DAI CORSI D ACQUA IN GERMANIA Distanza dai corsi d'acqua (m) Prodotto tecnica tecnica di riduzione della deriva standard D C B Ortiva (Erbse - Anwendung gegen Botrytis cinerea) * Ortiva (Stangenbohne,Pflanzenhöhe >125 cm Pirimor Granulat (Kernobst,Aprikose,Pflaume,Pfirsich) n.a Plenum 50 WG (Aprikose,Pfirsich) n.a. n.a Ridomil Gold Combi (Weinbau) Ridomil Gold Combi (Hopfen) n.a. n.a. n.a. 20 Score (Himbeere und Bombeere) 5 * * * Switch (Weinbau) Switch (Spargel) * Thiovit Jet (Kernobst) Thiovit Jet (Weinbau) Topas (Apfel) 5 * * * Topas (Weinrebe,Erdbeere) * * * * Universalis n.a. n.a (*) non richiesta (a meno di norme locali più restrittive).

56 LA SITUAZIONE IN ITALIA Manca una linea comune sull ampiezza della Buffer zones: e necessario arrivare al più presto a classificare anche in Italia le macchine irroratrici in funzione della deriva Implementazione della procedura di prova Certificazione delle irroratrici in funzione della deriva da loro prodotta

57 IPOTESI DI ETICHETTA FUTURA PER GLI AGROFARMACI CON INDICAZIONE DELLE FASCE DI RISPETTO Classe di appartenenza dell irroratrice % di riduzione della deriva* Ampiezza della fascia di rispetto (m) A 99% 5 B 95% 5 C 90% 5 D 75% 10 E 50% 15 F 25% 20 G 0 30 * Rispetto all irroratrice di riferimento

58 CONCLUSIONI DUE SONO LE PRINCIPALI AZIONI NECESSARIE PER CONTENERE I RISCHI DELLA DERIVA DEL PRODOTTO FITOIATRICO: 1- Fare formazione su questo tema (corsi per patentini) in modo da garantire una corretta distribuzione del fitofarmaco 2- Promuovere l uso di soluzioni tecniche mitigatorie (irroratrici innovative).