Nelle stalle di vacche da latte cresce l interesse per gli impianti di ricircolo e i separatori

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1 INDAGINE DEL CRPA Nelle stalle di vacche da latte cresce l interesse per gli impianti di ricircolo e i separatori Nelle stalle a stabulazione libera i raschiatori ad asta rigida sono ancora la soluzione più diffusa, tuttavia aumenta l attenzione per i raschiatori a catena o a cavo, meno costosi, e per quelli semoventi Matteo Barbari, Paolo Ferrari, Martina Bianchi La gestione dei reflui zootecnici costituisce uno dei fattori più importanti da considerare nella conduzione di un allevamento, sia dal punto di vista economico sia dal punto di vista ambientale e ciò per effetto del decreto legislativo 2/99 di recepimento della direttiva nitrati. Per questo, per un corretto utilizzo dei reflui, che si conclude in genere con lo spandimento agronomico, sono necessari impianti, attrezzature e macchinari da scegliere con accuratezza, in base alle peculiarità dell azienda zootecnica presa in considerazione e del tipo di effluente prodotto. Col termine reflui si intende tutto ciò che in una stalla è destinato ad essere smaltito. I reflui, quindi, non sono costituiti solo da deiezioni animali (che variano a seconda della specie allevata, della stabulazione adottata e dei diversi fattori dell allevamento), ma anche da un miscuglio di: resti di materiale da lettiera, residui di mangime e acque di bevanda e di lavaggio. Tra le soluzioni costruttive e impiantistiche più diffuse in Emilia-Romagna per l asportazione delle deiezioni dalle stalle da latte a stabulazione libera, quella a raschiatori con trascinamento ad asta rigida è la più diffusa, ma aumenta l interesse degli allevatori per i sistemi di ricircolo. Si riscontra, inoltre, una crescente attenzione per i separatori solido-liquido, sia in abbinamento ai sistemi di pulizia con ricircolo di liquame, sia per il trattamento dei reflui allo stoccaggio. Queste e altre tendenze emergono da un indagine del Centro ricerche produzione animali (Crpa) realizzata all interno di un progetto finanziato dalla Regione Emilia-Romagna, con la collaborazione del Dipartimento di ingegneria agraria e forestale dell Università di Firenze. L analisi è stata svolta presso un campione di aziende di bovini da latte emiliano-romagnoli e tra i produttori e/o rivenditori di mezzi tecnici nazionali per la gestione degli effluenti zootecnici, al fine di individuare le soluzioni costruttive e impiantistiche più diffuse sul territorio e conoscerne i dati tecnico-gestionali di carattere generale. L elaborazione delle informazioni raccolte ha consentito di ottenere un quadro della situazione attualmente presente sul territorio e delle tendenze del mercato, con particolare interesse alle fasi di rimozione e stoccaggio. L indagine L indagine, che ha interessato un campione di 40 stalle dell Emilia-Romagna, era finalizzata a rilevare dati Grafico - Attrezzature per l asportazione delle deiezioni in zona di riposo nelle 40 aziende da latte del campione Aziende (n.) Raschiatore ad asta rigida con gruppo di traino oleodinamico Raschiatore ad asta rigida con gruppo di traino meccanico Trattrice con ruspetta o lama raschiante 4 Ricircolo sotto fessurato 2 2 Ricircolo superficiale Fosse di tracimazione sotto fessurato Altro sistema Foto - Raschiatore a farfalla; le pale si aprono a V per raccogliere il letame e si chiudono a libro durante il viaggio di ritorno a vuoto L I NFORMATORE A GRARIO 43/2004 2

2 2 3 Foto 2 - Raschiatore a ribaltina; le pale sono costituite da due aste collegate a un corpo centrale su cui si incernierano due lame verticali che puliscono la corsia in fase di andata e sono libere di alzarsi nella fase di ritorno Foto 3 - Sistema di pulizia flushing per corsie a pavimentazione piena in pendenza; per il lavaggio è utilizzato liquame chiarificato. Foto 4 - Le pompe centrifughe possono essere per uso esterno o sommerso, a seconda che il corpo pompa e il dispositivo di azionamento siano predisposti per operare fuori o immersi dentro il liquame tecnici relativi all asportazione delle deiezioni nelle stalle di vacche da latte, con particolare riferimento ai mezzi meccanici utilizzati e alla manodopera impiegata, oltre che alle caratteristiche strutturali e organizzative delle aziende. La maggior parte degli allevamenti scelti è ubicata nelle province di Reggio Emilia (6%) e Parma (20%). Poco più della metà delle aziende presenta un numero di capi inferiore a 00 (nel % dei casi), mentre la consistenza della mandria della parte rimanente è compresa tra 0 e 30 capi. La produzione di latte del 92,% degli allevamenti è destinata alla caseificazione come Parmigiano-Reggiano. Le stalle oggetto dell indagine, tutte a stabulazione libera, sono prevalentemente a un solo corpo (87,%) e chiuse (7,%). La zona di riposo, nella maggior parte dei casi, è a cuccette: a 3 o più file (4% delle aziende); con disposizione testa a testa (2% complessivamente, parte con corsia per la paglia, parte senza); con disposizione groppa a groppa (%). Decisamente poco rilevante è la presenza di stalle a lettiera (due casi a lettiera permanente e un caso a lettiera inclinata). Zona di riposo Nelle stalle a stabulazione libera si può avere produzione di reflui con caratteristiche differenti. In particolare nelle stalle a cuccette si produce del letame o del liquame variamente frammisto a materiali di lettiera e a residui alimentari, che deve essere rimosso sia dalla corsia di alimentazione sia da quella di smistamento e dalle varie zone di sosta e passaggio. Le possibili soluzioni meccaniche si dividono in mezzi manovrati direttamente dall uomo e mezzi meccanici automatici. Sono mezzi manovrati dall uomo le trattrici con lama raschiante o ruspet- 22 L INFORMATORE A GRARIO 43/2004 ta. Si tratta di soluzioni ancora presenti, sebbene abbiano diverse controindicazioni: disturbo agli animali, necessità di occupare una trattrice aziendale sempre con lama raschiante, la disponibilità di personale adibito a questa mansione. I mezzi meccanici automatici sono rappresentati dai raschiatori. In generale i raschiatori si dividono in due categorie: raschiatori a catena o a cavo (a moto continuo) e raschiatori ad asta rigida (a moto alternato). Nelle stalle esaminate, che come già evidenziato sono prevalentemente a cuccette, gli impianti attualmente più diffusi per l asportazione dei liquami zootecnici dalla zona di riposo sono i raschiatori meccanici (62,% dei casi), principalmente raschiatori ad asta rigida con gruppo di traino oleodinamico (grafico ). Questi ultimi si muovono con moto alternato e sono costituiti da un asta rigida alloggiata all interno di una guida nel pavimento della corsia di riposo. L asta rigida presenta una serie di fori (o tacchette) sulle quali si aggancia il corpo centrale del raschiatore costituito dalle pale, che possono avere tipologia a farfalla (foto ) o a ribaltina (foto 2). Il metodo di asportazione del letame mediante trattrice con ruspetta è adottato solo nel 2,% delle aziende. Lo scarso utilizzo di questo sistema è da mettere in relazione al fabbisogno di manodopera (in media 0 min/giorno) per la conduzione del mezzo e allo scarso livello di pulizia delle corsie dovuto alla limitata frequenza (non più che giornaliera vista la necessità di manovalanza) degli interventi di pulizia. Tra i metodi idraulici per l asportazione delle deiezioni figurano i sistemi di ricircolo sotto fessurato, che sono adottati nel 0% delle stalle osservate. Con questo sistema, il liquame che viene a formarsi nelle corsie di 4 smistamento su pavimento fessurato penetra nelle fessure e viene raccolto nella fossa sottostante. Nel % dei casi il ricircolo è effettuato direttamente sulla superficie della corsia di smistamento tra le cuccette. Il liquame, prima di essere ricircolato per la pulizia, è sottoposto a un processo di separazione solido/liquido e inviato allo stoccaggio: è solo la parte chiarificata che viene rimessa in circolo, mentre il residuo solido è stoccato in concimaia e utilizzato come ammendate con caratteristiche assimilabili a quelle di un letame. Nel caso in cui il liquame chiarificato venga ricircolato per semplice gravità, la parte chiarificata viene pompata entro un serbatoio posto in posizione elevata rispetto alla stalla, in modo che, a basso costo, possa essere utilizzata per la successiva pulizia delle corsie da lavare (foto 3). Un alternativa a questo metodo è quello di pompare direttamente la par-

3 7 Foto - Raschiatore semovente robotizzato Scarabeo; è costituito da un corpo centrale del peso di 0,8-,2 t al cui interno sono contenute 2 batterie che alimentano un motore elettrico da 20 W, montato su 2 ruote in caucciù. È dotato di un sistema di rivelazione degli ostacoli e di arresto automatico. Foto 6 - Miscelatore monoblocco, costituito da un motore elettrico collegato a un elica a tre pale; come in questo caso, l installazione più frequente è a bordo vasca su telaio orientabile e scorrevole su una guida verticale, così da consentirne l orientamento in diverse direzioni e a profondità differenti. Foto 7 - Miscelatore portato da trattrice, costituito da elica collegata alla pdp mediante albero di trasmissione te chiarificata nelle corsie, in modo da ottenere velocità e portate di flusso sufficienti a garantire un adeguata capacità pulente (foto 4). Zona di alimentazione 6 Per quel che riguarda l asportazione, dei liquami dalla zona di alimentazione i dati evidenziano come, anche in quest area, i raschiatori meccanici ad asta rigida con gruppo di traino oleodinamico rappresentino la tipologia di impianto di gran lunga più diffusa tra le aziende del campione (62,% dei casi). La trattrice con ruspetta o lama raschiante, che richiede un fabbisogno di manodopera di min/giorno, è adottata solo nel 2,% delle aziende. Anche in questo caso l asportazione dei liquami dalla zona di alimentazione mediante ricircolo sotto fessurato interessa circa il 0% del totale degli allevamenti osservati, e il ricircolo superficiale il % dei casi. Zona di esercizio Nel campione di stalle esaminate soltanto 8 (20%) dispongono di un paddock. Già da diversi anni, infatti, si riscontra la tendenza da parte di progettisti e allevatori a evitare o limitare la superficie di stabulazione a cielo aperto; ciò per non raccogliere acqua piovana insieme ai reflui ed evitare problemi di diluizione delle deiezioni, ma soprattutto per scongiurare i conseguenti fenomeni di percolazione in falda o di ruscellamento superficiale, che potrebbero comportare rischi di sanzioni da parte delle autorità preposte al controllo dell inquinamento. I metodi utilizzati per la pulizia dei paddock sono esclusivamente meccanici: in casi si utilizza una trattrice dotata di pala o lama raschiante; in 3 casi vengono usati raschiatori meccanici (foto ). Trasferimento dei reflui dalla stalla allo stoccaggio Da quanto messo in evidenza dall indagine, il trasferimento dei reflui dalla stalla agli stoccaggi avviene più diffusamente per caduta o per scorrimento naturale (3% dei casi). Seguono, in ordine d importanza, i trasportatori a palette nelle varie tipologie: a moto alternato con elevatore a pressa oleodinamica; a moto continuo con elevatore fisso; a moto alternato con elevatore a forche. Più raramente sono utilizzati sistemi di ricircolo di liquame chiarificato o pozzetti terminali con pompa di sollevamento e sistemi di ricircolo del liquame tal quale. Tecniche di trattamento dei reflui Nelle aziende con bovini da latte possono essere adottate diverse tecniche di trattamento dei reflui zootecnici stoccati, allo scopo di modificarne e migliorarne le caratteristiche qualitative in funzione dello spandimento agronomico. Tecnica utilizzata da tempo, specie per bacini piuttosto grandi, è quella della miscelazione del liquame. Le deiezioni animali possono infatti avere una diversa consistenza fisica e un peso specifico diverso. Nella fase di stoccaggio si assiste quindi a una stratificazione, con una frazione densa sul fondo, una frazione intermedia chiarificata e una frazione flottante, costituita da solidi a basso peso specifico che, asciugandosi gradualmente, tendono a formare una crosta superficiale. I miscelatori sono apparecchiature in grado di generare un forte flusso che interessa tutta la massa da mescolare, evitando il problema della stratificazione e della crosta superficiale. In riferimento alla tipologia costruttiva, i miscelatori si dividono in due categorie principali: miscelatori sommersi monoblocco (foto 6) e miscelatori con albero di trasmissione. All interno dei miscelatori con albero di trasmissione vi sono poi svariati modelli d impianto, che presentano caratteristiche costruttive diverse a seconda del tipo di lavoro per il quale vengono predisposti: miscelatori usati principalmente in vasche interrate o sotto fessurato, con posizione di lavoro fissa o mobile grazie ad appositi carrelli e miscelatori per vasche fuori terra con l albero di trasmissione che passa attraverso la parete, o posizionati sul bordo della vasca; in questo caso sono fissati a un supporto esterno (colonna) che passa sopra il bordo della vasca stessa. Dall indagine emerge come le tecnologie per il trattamento dei reflui siano presenti nel 6% delle stalle. Quella più adottata è rappresentata dai miscelatori di liquame azionati dalla presa di potenza della trattrice (30% degli alleva- L I NFORMATORE A GRARIO 43/

4 menti esaminati) (foto 7) e dai separatori meccanici (20% delle stalle). I separatori, come noto, sono attrezzature che servono per separare la parte liquida dei reflui da quella fibrosa. In tal modo le due frazioni ottenute possono essere utilizzate per scopi agronomici diversi, seguendo le modalità di gestione e spandimento più adatte alle loro caratteristiche fisiche. I separatori più diffusi nel campione di aziende sono quelli meccanici a compressione elicoidale (foto 8) e a tamburo con cilindri pressori (0% per entrambe le tipologie) (foto 9). Le tendenze del mercato 8 9 Foto 8 - Separatore a compressione elicoidale, costituito da una coclea che sospinge il liquame in un vaglio cilindrico, costituito da barre in acciaio. La frazione liquida filtra attraverso le fessure del vaglio, mentre la parte solida viene pressata dalla coclea contro un regolatore di portata, da tarare in base alle caratteristiche qualitative del liquame; il sistema consente una rimozione del 30-40% della s.s. presente nel liquame prima del trattamento e produce un separato con tenore di s.s. del 20-2% Foto 9 - Separatore cilindrico rotante costituito da un vaglio cilindrico in acciaio e da 4 cilindri pressori, contrapposti a 2 a 2 e inseriti all interno e all esterno del vaglio stesso, che concorrono a disidratare la frazione solida che non passa attraverso le sue fessure. Il liquame da trattare, immesso dalla parte superiore della macchina sagomata a tramoggia, viene separato per effetto combinato della vagliatura e della compressione; mentre la fase liquida attraversa i fori del tamburo e abbandona la macchina per gravità, il solido separato aderente alla superficie esterna del tamburo viene staccato da una lama raschiante e scaricato. Il sistema consente una rimozione del 40-% della s.s. nel liquame prima del trattamento e produce un separato con tenore di s.s. del 8-20% L indagine di mercato è stata condotta presso le 30 ditte italiane costruttrici e/o installatrici di attrezzature per la gestione dei reflui negli allevamenti bovini da latte, che hanno risposto al questionario (su 08 aziende contattate); pur non rappresentando l intero settore, tali aziende sono, comunque, tra quelle più rappresentative e attive sul mercato. Le informazioni rilevate hanno riguardato le certificazioni di qualità della ditta, l area geografica di lavoro, le fonti informative utilizzate per la progettazione e soprattutto le tipologie di attrezzature e/o impianti in produzione e in vendita, le installazioni effettuate e le tendenze per il futuro mercato. Per quel che riguarda l incidenza delle forme di certificazione, il 7% delle imprese risulta certificato ISO 9000 (sistema di gestione per la qualità), mentre l ISO 4000 (sistema di gestione ambientale) risulta avere una 24 L INFORMATORE A GRARIO 43/2004 Foto 0 - Nastro trasportatore a moto continuo, costituito da una catena che scorre su apposite pulegge o slitte alla quale sono fissate perpendicolarmente delle palette d acciaio che avanzano portandosi dietro il letame accumulato nella canaletta di scolo diffusione minore e pari al 3%. Le ditte che hanno risposto al questionario dichiarano di operare per il 77% nell Italia settentrionale, per il 60% nel Italia centrale, per il 63% nell Italia meridionale e nelle Isole. Il 43% svolge la propria attività anche nell Unione Europea e nell Europa dell Est, il 23% nei Paesi dell Africa settentrionale, il 0% negli Stati Uniti d America. Le informazioni tecniche necessarie per la progettazione delle innovazioni tecnologiche risultano provenire principalmente da fonti reperite nell ambito di fiere ed esposizioni (80% delle ditte), ma pure dagli allevatori singoli Foto - Nastro trasportatore a moto alternato. Le palette, incernierate su un asta rigida con movimento va e vieni, si aprono in fase di andata, spostando il letame, e si richiudono durante il movimento di ritorno e associati (70%); dalle pubblicazioni tecniche e scientifiche (rispettivamente 43 e 37%), oltre che da convegni e seminari (7%). Lo staff di progettazione è costituito in media da circa addetti. Produzione di attrezzature Le attrezzature maggiormente prodotte sono senza dubbio i raschiatori (40% delle ditte), seguiti dai separatori solido-liquido (37%), dalle pompe per liquami (33%), dagli elevatori per letame (27%), dai miscelatori per liquami (27%) e dai nastri trasportatori (27%)

5 Grafico 2 - Attrezzature che le ditte del campione (30) intendono proporre nei prossimi anni Miscelatori Pompe per liquami Separatori Pompe trituratrici Pompe per ricircolo Impianti per ricircolo Lame raschianti per trattrice Nastri trasportatori a palette Raschiatori semoventi Raschiatori a catena Raschiatori ad asta rigida 0 (foto 0 e ). Questi dati confermano quanto rilevato dall indagine condotta nelle 40 aziende campione, dalla quale era emerso come le attrezzature più diffuse per l asportazione dei reflui dalla stalla fossero appunto i raschiatori, mentre per il trattamento dei liquami i separatori occupassero il secondo posto tra le tipologie d impianto più frequentemente utilizzate. Relativamente alle vendite si riscontrano invece dati parzialmente diversi, in quanto le attrezzature più vendute nel 2002 sono state le pompe per liquami (per il 60% delle ditte), seguite dai separatori (7% delle ditte). In ordine d importanza seguono i miscelatori, gli elevatori, i nastri trasportatori e i raschiatori. Tra le tipologie d impianto che le ditte generalmente installano con maggiore frequenza vi sono gli impianti di separazione solido-liquido (47% delle ditte), gli impianti d asportazione dei reflui a raschiatori «va e vieni» (40%) e gli impianti d asportazione del letame con nastri trasportatori a palette (37%). In ordine d importanza seguono gli impianti di ricircolo sotto fessurato e di ricircolo superficiale (30 e 27% rispettivamente). È interessante notare, inoltre, che, nonostante la tecnica di ricircolo superficiale sia di recente introduzione in Italia, molte ditte italiane (27%) dichiarano di effettuarne l installazione. L analisi delle tipologie e dei numeri di impianti venduti dalle ditte italiane nel 2002 evidenzia come il sistema di più frequente installazione sia risultato quello di asportazione del letame o del liquame mediante raschiatori a moto alternato a «va e vieni»; 0 ditte, delle 2 che dichiarano d installare questa tipologia d impianto, hanno installato in media 84 impianti, da un minimo di 4 a un massimo di 20. Al secondo posto, in ordine di frequenza d installazione, seguono gli impianti di asportazione del letame mediante nastri trasportatori a palette, installati nel 2002 da ditte italiane, di cui 0 dichiarano di averne installati in media 26, da un minimo di impianti a un massimo di 60. Seguono gli impianti d asportazione mediante raschiatori con trascinamento a catena o a cavo, gli impianti di separazione solido-liquido, quelli di ricircolo sotto fessurato e gli impianti di ricircolo superficiale. Le ditte dichiarano che da parte degli allevatori di bovini da latte si riscontra una domanda crescente nei confronti dei separatori solido-liquido (40% delle ditte), seguiti dai raschiatori semoventi (20%). Di grande interesse risultano essere anche i sistemi di ricircolo superficiale (7%) e sotto fessurato (3%), come i raschiatori per la pulizia superficiale delle pavimentazioni fessurate (0%). Di conseguenza gli impianti che le ditte dichiarano di voler proporre con maggior forza sul mercato nei prossimi anni sono i separatori solido-liquido (27% delle ditte) e le pompe per liquami (7%), ma anche gli intramontabili raschiatori ad asta rigida (7%). Seguono in ordine d importanza i miscelatori per liquami (0%), i raschiatori con trascinamento a catena e quelli semoventi (7% entrambi), gli impianti di ricircolo superficiale (3%), le pompe per ricircolo di liquame, le pompe trituratrici, i nastri trasportatori a palette e le lame raschianti portate da trattrici (3% per tutte le tipologie) (grafico 2). Conclusioni Aziende (n.) In conclusione si può quindi affermare che gli impianti per l asportazione delle deiezioni mediante raschiatori rappresentano ancora la soluzione tecnologica più diffusa nelle stalle a stabulazione libera. Suscitano tuttavia un certo interesse anche i raschiatori con trascinamento a catena o a cavo e i raschiatori semoventi: per i primi il principale vantaggio è rappresentato dai minori costi rispetto ai raschiatori con trascinamento ad asta rigida, mentre per i secondi le ditte costruttrici dichiarano prestazioni superiori rispetto a quelle dei raschiatori di altro tipo (ad esempio possibilità di prevedere curve lungo il percorso, arresto automatico in presenza di ostacoli), anche se in Italia non si ha ancora notizia di studi o di esperienze applicative che ne abbiano valutato il rapporto tra costi e benefici. I raschiatori su fessurato, che sono già utilizzati in Europa, dove sono prodotti da svariate ditte, costituiscono una tecnologia interessante per il futuro, ma per il momento non ancora tanto apprezzata dal mercato nazionale, forse anche in relazione al fatto che in Italia la diffusione delle pavimentazioni fessurate è più limitata rispetto ad altri Paesi europei (ad esempio Germania e Olanda). Le pale dei raschiatori su pavimento fessurato sono trascinate da un cavo o da una catena e sono comandati da una centralina connessa a un motore elettrico. Con questo tipo di impianto la pulizia può essere eseguita molto più frequentemente di quella su pavimento pieno, grazie alla minor usura dei materiali che vengono a contatto durante il percorso e alla minor potenza necessaria al funzionamento. Pertanto, essi mettono insieme i vantaggi dei raschiatori meccanici con quelli del pavimento fessurato, per cui se ne può prevedere uno sviluppo nei prossimi anni. I sistemi di separazione meccanica solido-liquido risultano ancora di grande interesse e in via di diffusione. Sono praticamente secondi in ordine di vendita e con una domanda sempre crescente, essendo necessari sia per le pratiche di spandimento agronomico che fanno seguito allo stoccaggio, sia nell accoppiamento con i sistemi di pulizia con ricircolo di liquame. Anche i sistemi di pompaggio risultano largamente impiegati per il trasporto e la gestione dei liquami, soprattutto in stalle che non prevedono la produzione di letame. Infine, gli elevatori a compressione elicoidale in condotta interrata, pur essendo una tecnologia abbastanza consolidata nell Italia settentrionale, sembrano suscitare un interesse limitato rispetto ad altri sistemi, probabilmente in considerazione dei maggiori costi di installazione e di gestione. Matteo Barbari Martina Bianchi Dipartimento di ingegneria agraria e forestale Università di Firenze Paolo Ferrari Fondazione Crpa studi e ricerche onlus p.ferrari@crpa.it L I NFORMATORE A GRARIO 43/2004 2