ERICA Supporto di calcolo delle Emissioni, loro Riduzione Integrata e Controllo negli Allevamenti Zootecnici. Manuale d uso

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1 ERICA Supporto di calcolo delle Emissioni, loro Riduzione Integrata e Controllo negli Allevamenti Zootecnici Manuale d uso Istituto di Ingegneria Agraria Marzo

2 Requisiti minimi Per il funzionamento del software ERICA è necessario disporre di un personal computer con le seguenti caratteristiche minime: - Pentium III con 256 Mb di memoria RAM; - Hard Disk con 40 Mb di memoria liberi; - Windows 2000, XP o successivi. Installazione Il software ERICA è fornito in due versioni: - completa: include tutti i file necessari all installazione, comprese le librerie e i file necessari di MSACCESS. Questa installazione è necessaria quando sul computer non è disponibile una versione di MSACCESS 2000 o successiva; - parziale: include tutti i file e librerie utilizzate da ERICA, ma presuppone che una versione di MSACCESS 2000 o successiva sia installata nel computer utilizzato. In entrambi i casi, per installare il software è sufficiente inserire il CD di installazione e seguire le istruzioni. Nel caso il software venga scaricato da internet, l installazione si avvia eseguendo il file dopo averlo salvato sul proprio disco rigido. Avvio Durante l installazione viene creato un collegamento al software nel gruppo dei programmi di Windows e, se selezionato in fase di installazione, una icona sul desktop, attraverso le quali è possibile avviare il programma. In relazione alle impostazioni di protezione del computer su cui si è installato il software ERICA, è possibile che compaiano messaggi di conferma dell apertura a cui è necessario rispondere sempre affermativamente per avviare il programma. All avvio viene proposta una schermata introduttiva dalla quale si accede alla prima videata del software. Lo schema di figura 1 riporta la struttura generale del software. Come si può notare, ERICA consente di gestire il calcolo delle emissioni di diverse aziende. Per ogni azienda è poi possibile valutare diversi scenari, a partire dalla situazione attuale dell allevamento fino a formulare un ipotesi di intervento che risponda ai requisiti richiesti dalla normativa IPPC. 2

3 Schermata di introduzione Elenco aziende Scenari di una azienda Menu scenario Razioni Trasferimento Comparazio ne scenari Rapporto calcoli Reparti Stoccaggi e trattamenti Distribuzione Acquisizione cessione Figura 1 Schema generale del software ERICA Analisi scenario Aziende Dopo aver lasciato la schermata introduttiva, si accede a un elenco delle aziende immesse, caratterizzate dal CUAA e dal Codice ASL, oltre che da un nominativo e dal comune. In particolare, il CUAA e il Codice ASL sono utilizzati per identificare in modo univoco l azienda e, pertanto, la loro combinazione non può essere duplicata. Tutte le informazioni relativi all azienda sono però modificabili in qualsiasi momento dall utente. Figura 2 Schermata Aziende 3

4 Con doppio clic sulla riga dell azienda o con il pulsante scenari si passa alla schermata relativa alla definizione e confronto degli scenari. Scenari Ogni scenario può essere inserito semplicemente inserendo il nome dello scenario. Il nome ha solo scopo descrittivo e può essere modificato in qualsiasi momento. Figura 3 Schermata scenari Per ogni azienda è possibile predisporre diversi scenari i cui dati sono confrontabili con la funzione apri confronto, descritta nella relativa sezione. Il rapporto calcoli si riferisce allo scenario attuale e futuro, come individuati dalle caselle di spunta in corrispondenza agli scenari. In questa schermata è anche possibile eliminare o duplicare uno scenario, con tutte le informazioni ad esso connesse, utilizzando i relativi pulsanti. Con un doppio clic o con l icona inserimento/visualizzazione dati scenario si accede alla schermata relativa alle opzioni di definizione delle tecniche utilizzate nell allevamento. 4

5 Menù Scenari Figura 4 Schermata menù scenario I dati di ogni scenario sono raggruppati nelle seguenti categorie, a cui corrispondono altrettante videate: - razioni alimentari - reparti - stoccaggi e trattamenti - distribuzione - acquisizione/cessione Dopo aver immesso le informazioni relative, è poi possibile accedere all analisi dello scenario e alla visualizzazione dei dati ad esso relativo. Razioni Le informazioni relative alle razioni alimentari utilizzate in allevamento consente di valutare l apporto proteico e fosfatico della dieta e, di conseguenza le quantità di questi elementi che vengono escreti dagli animali. Per questo motivo le informazioni richieste riguardano: - descrizione: nome della razione alimentare; - proteine: percentuale delle proteine nella razione; - fosforo: percentuale di fosforo nella razione 5

6 Figura 5 Schermata razioni Reparti Questa schermata permette di inserire le informazioni relative alla consistenza e alla modalità di stabulazione degli animali allevati. Per ogni reparto dell allevamento, cioè per ogni sezione dell allevamento dove gli animali della stessa categoria vengono allevati in modo omogeneo anche in termini di alimentazione. Un reparto può essere un edificio, ma più frequentemente è una parte del ricovero. Ogni reparto è caratterizzato da: - nome reparto: è una informazione descrittiva per una rapida identificazione del reparto; - categoria animali: è la tipologia di animali stabulati legati alla specie allevata e alla fase di accrescimento o di produzione. La categoria animali deve essere selezionata dall elenco disponibile; - numero posti: corrisponde al numero di animali ospitabili dall allevamento in relazione alla metodologia definita nell apposito capitolo; - numero capi: è il numero di capi mediamente presente nel reparto; - tipo di stabulazione: la tipologia di stabulazione e di rimozione delle deiezioni deve essere selezionata dall elenco che è specifico per la categoria di animali selezionata. La scelta del tipo di stabulazione influenza le emissioni verso l aria nella fase di stabulazione degli animali; - MTD: il tipo di stabulazione viene classificato in automatico come migliore tecnica disponibile (MTD) o meno. Questa informazione non è modificabile dall utente; - Peso vivo per capo: il peso medio per capo relativo agli animali mediamente presenti nel reparto viene impostato in automatico quando viene scelta la categoria di animali, ma può essere modificato in modo da poter adeguare il valore alla realtà aziendale; - Tipo di dieta: in questo campo è necessario selezionare la razione alimentare utilizzata tra quelle precedentemente inserita; - Razione giornaliera: rappresenta la dose giornaliera per capo somministrata agli animali. La quantità di alimento viene utilizzata per calcolare la quantità di azoto e fosforo 6

7 escreto dagli animali. Il valore immesso viene verificato in modo da risultare coerente con la tipologia di animali allevata; - Indice razione standard: è il rapporto tra la razione calcolata sulla base dei valori medi di escrezione azotata e quella utilizzata dall azienda; - Codice vasca liquame: rappresenta il codice della vasca in cui viene convogliato il liquame prodotto dagli animali. Deve corrispondere al codice di una struttura di trattamento/stoccaggio nella relativa sezione del software oppure essere pari a zero se il refluo viene ceduto direttamente ad altra azienda; - Codice vasca letame: è il codice della struttura di trattamento/stoccaggio che riceve il letame prodotto dagli animali. Deve corrispondere al codice di una struttura di trattamento/stoccaggio nella relativa sezione del software oppure essere pari a zero se il refluo viene ceduto direttamente ad altra azienda. Figura 6 Schermata reparti Stoccaggi e trattamenti Questa videata consente di inserire le informazioni relative alle strutture di stoccaggio e sugli impianti di trattamento degli effluenti. Le informazioni richieste sono utilizzate per definire le emissioni da questa fase della gestione e per calcolare le variazioni delle caratteristiche dei reflui durante questa fase. Per questo motivo è necessario definire il percorso dei reflui nelle varie strutture fino ad essere distribuito sui terreni o essere ceduto ad altra azienda. Questo percorso viene definito attraverso la codifica delle vasche. Risulta quindi estremamente importante definire con attenzione il codice delle vasche ricostruendo in questo modo la rete idraulica aziendale. Le informazioni richieste relativamente alle strutture di trattamento e stoccaggio sono: - codice struttura: rappresenta l identificativo della struttura che consente di metterla in relazione con le altre strutture e con gli edifici per la stabulazione degli animali; - nome struttura: descrizione della struttura ai fini di meglio identificarla nell ambito della valutazione; 7

8 - tipologia: è il tipo di struttura o impianto di trattamento che viene selezionato da un elenco predefinito; - MTD: è la classificazione della tipologia in relazione alle Migliore Tecnologie Disponibili; - Superficie: indica la superficie della struttura di stoccaggio espressa in m 2 - Volume liquidi: rappresenta la capacità utile della struttura di stoccaggio per gli effluenti liquidi, espressa in m 3 ; se la struttura non prevede stoccaggio, il valore deve essere zero; - Capacità palabili: rappresenta la capacità utile della struttura di stoccaggio per gli effluenti solidi espressa in tonnellate; se la struttura non prevede stoccaggio, il valore deve essere zero; - Codice struttura di destinazione liquidi: codice identificativo della struttura che riceve gli effluenti liquidi. Nel caso non vengano prodotti effluenti liquidi o che questi vengano prelevati dalla struttura per la distribuzione in campo o per la cessione ad altra azienda, il codice deve essere 0; - Codice struttura di destinazione palabili: codice identificativo della struttura che riceve gli effluenti palabili. Nel caso non vengano prodotti effluenti palabili o che questi vengano prelevati dalla struttura per la distribuzione in campo o per la cessione ad altra azienda, il codice deve essere 0; - Acque aggiuntive: questo valore rappresenta la quantità di acque aggiuntive (meteroriche, di lavaggio degli impianti) che si aggiungono agli effluenti e confluiscono nella vasca di stoccaggio. I valori da immettere sono ottenuti con la metodologia prevista per la redazione dei Piani di Utilizzazione dei Reflui ai sensi della l.r. 37/93. - stoccaggio interno: indica se la struttura di stoccaggio è interna agli edifici per il ricovero degli animali e costituisce parte integrante del sistema di stabulazione. A esempio, quando si utilizza una lettiera permanente o una vasca di stoccaggio sotto pavimento fessurato. Figura 7 Schermata stoccaggi e trattamenti 8

9 parametri trattamento Quando viene preso in considerazione un trattamento, il software utilizza dei parametri predefiniti per quella tipologia di impianto. L utente può intervenire modificando questi parametri in modo da adeguarli a tipologie di impianto con caratteristiche tali che lo differenzino sostanzialmente da quelli tipici. I parametri riguardano i seguenti fattori. Rendimento di rimozione effluente liquido: - Volume (%): è la percentuale del volume dell influente che viene avviato all uscita del trattamento come liquido. Un valore di 100 significa che non viene ridotto il volume in uscita. - Solidi totali (%): indica la percentuale di solidi totali che rimangono nell effluente liquido rispetto alla quantità in termini di massa entrante; - Azoto (%): indica la percentuale di azoto che rimane nell effluente liquido rispetto alla quantità, in termini di massa, entrante; - P2O5 (%):indica la percentuale di fosforo che rimane nell effluente liquido rispetto alla quantità, in termini di massa, entrante; Rendimento di rimozione effluenti solidi - Volume (%):è la percentuale del volume dell influente che viene prodotto come materiale palabile. Un valore di 0 significa che non viene prodotto materiale palabile. - Solidi totali (%): rappresenta la percentuale della massa di solidi totali entranti nell impianto di trattamento che viene separata ed è contenuta nel materiale palabile prodotto. Emissioni in aria: - fattore di emissione CH4 (% sul potenziale): alcuni impianti di trattamento consentono di ridurre significativamente l emissione in aria del metano che viene prodotto dagli effluenti. Questo fattore di emissione che ha un valore di 100 solo come condizione teorica, varia, in condizioni operative da 0 (caso in cui l impianto non emetta metano) a 30 (lagunaggio anaerobico con tempi di stoccaggio elevati) - fattore di emissione NH3 (% sul TAN): rappresenta la percentuale dell azoto presente in forma ammoniacale (TAN) che viene emesso in aria durante il trattamento. I valori per questo parametro variano da 0 (trattamento che non comporta emissioni) a valori massimi del 55-60% nel caso di trattamenti con elevate emissioni di ammoniaca verso l aria (compostaggio all aperto). Generalmente ha valori inferiori al 25%. - fattore di emissione N2 (% su TKN): il trattamento che prevede la denitrificazione dell azoto e la sua emissione in aria nella sua forma molecolare (N 2 ) consente di ridurre l impatto ambientale degli effluenti. Questo fattore indica quanta parte dell azoto totale (TKN) viene emesso in questa forma di gas inerte. I valori sono nulli negli altri impianti di trattamento. Figura 8 Schermata parametri trattamento 9

10 distribuzione L operazione di distribuzione può influenzare significativamente le emissioni verso l ambiente degli effluenti di allevamento. La quantificazione delle emissioni viene effettuata attraverso alcune informazioni relative alle epoche e modalità di distribuzione. In particolare, viene richiesto: - condizioni di distribuzione: questa voce comprende la combinazione delle modalità di distribuzione legate alle colture, epoche e stato del terreno al momento della distribuzione; - tessitura: indica la tessitura dei terreni su cui viene effettuata la distribuzione. Se l azienda ha terreni con tessitura diversa, è necessario inserire le informazioni sulla distribuzione per ogni tessitura; - sistema di distribuzione: indica la tipologia di attrezzatura utilizzata a cui è associata una certa emissione in aria di azoto in forma ammoniacale; - MTD: indica la classificazione del sistema di distribuzione in relazione alle Migliori Tecniche Disponibili; - Liquame distribuito (%): è la percentuale del liquame complessivamente distribuito che viene utilizzato con le modalità di distribuzione riportate; - Letame distribuito (%): è la percentuale del letame o refluo palabile complessivamente distribuito che viene utilizzato con le modalità di distribuzione riportate; - Azoto chimico distribuito: quantitativo di azoto distribuito, espresso in kg di unità azotate all anno, sui terreni oggetto della distribuzione dei reflui. Se gli stessi terreni compaiono su più righe, la quantità di azoto chimico distribuito deve essere riportata solo una volta. Figura 9 Schermata distribuzione Il totale delle percentuali del liquame e del letame distribuito devono essere pari a 100 o a zero (nel caso in cui non si distribuisca quel tipo di refluo). Non è possibile uscire da questa schermata se non è rispettata questa condizione. 10

11 acquisizione/cessione Nel caso in cui l azienda acquisisca o ceda dei reflui in accordo con un altra azienda questo deve essere effettuato in accordo con quanto previsto dal Regolamento attuativo della l.r. 37/93 e quindi, riportato nel Piano di Utilizzazione Agronomica dei Reflui. Ai fini del calcolo delle emissioni è peraltro necessario inserire alcune informazioni per tener conto della maggiore o minore quantità di reflui utilizzati. A questo proposito, nella schermata acquisizione/cessione è necessario immettere informazioni che sono diverse a seconda che l azienda acquisisca o ceda dei reflui. Acquisizione Le informazioni richieste in questo caso sono: - nome azienda: nome dell azienda da cui si acquisiscono i reflui; - CUAA azienda: codice unico dell azienda da cui si acquisiscono i reflui; - Stoccaggio: indicazione se lo stoccaggio dei reflui acquisiti viene effettuato nelle vasche di stoccaggio aziendali o se il refluo viene distribuito direttamente in campo al momento dell acquisizione, cioè lo stoccaggio viene effettuato nell azienda di provenienza. - Peso vivo equivalente: rappresenta le tonnellate di peso vivo che sono necessarie a produrre il refluo che viene acquisito dall azienda; - Quantità acquisita: questa informazione riguarda la quantità annua di liquame (espresso in m 3 ) o refluo palabile (espresso in t) oggetto di acquisizione. - Concentrazione di azoto e P 2 O 5 : al fine di tener in considerazione le acquisizioni in termini di nutrienti, viene richiesta la concentrazione in kg/m 3 o kg/t dei reflui acquisiti in azoto e anidride fosforica; - Refluo da allevamenti di suini, bovini da latte, bovini da carne, avicoli, altri: viene la percentuale di refluo proveniente da diverse tipologie di allevamento. La somma delle percentuali per il liquame e per i reflui palabili deve essere 100 oppure 0 se non viene acquisita quella tipologia di refluo. Nel caso l azienda acquisisca refluo da più aziende è necessario compilare una nuova videata a cui si può accede mediante i pulsanti di scorrimento tra record posti nella parte inferiore della schermata. 11

12 Figura 10 Schermata acquisizione Cessione Le informazioni richieste in questo caso sono: - nome azienda: nome dell azienda a cui si cedono i reflui; - CUAA azienda: codice unico dell azienda a cui si cedono i reflui; - Quantità ceduta: quantità annua di liquame (espresso in m 3 ) o refluo palabile (espresso in t) che viene ceduta dall azienda; - Produzione aziendale: è la quantità totale di refluo prodotta in azienda, compresa quella ceduta. Nel caso di cessione totale questo valore deve coincidere con le quantità cedute. Figura 11 Schermata cessione Analisi scenario La funzione di analisi scenario consente di visualizzare alcuni risultati dei conteggi effettuati dal software in una rappresentazione sia numerica che grafica. La schermata prevede due tipi di analisi. La prima riguardante la situazione dell allevamento, cioè una valutazione delle emissioni nelle diverse fasi e come si rapportano tra loro. La seconda relativa al confronto della condizione dell allevamento in relazione a quelli che costituiscono i parametri di riferimento. In entrambe le analisi, la visualizzazione è in sola lettura e riporta, come informazioni comuni, il numero di capi mediamente presenti nell allevamento e il peso vivo allevato. Situazione In questa sezione sono riportate le emissioni in atmosfera legate al rilascio di azoto in forma ammoniacale. Tale informazione viene riportata sia come unità azotate (kg di N), sia come ammonica (kg di NH 3 ) per rendere questa informazione comparabile con gli altri dati utilizzati. 12

13 Inoltre, il dato di emissioni in atmosfera viene espresso anche in percentuale nelle diverse fasi della gestione degli effluenti (stabulazione, stoccaggio e distribuzione). Analogamente, vengono riportati i valori di N 2 O e di CH 4 che vengono emessi dall allevamento nelle diverse fasi e come totale aziendale. La rappresentazione grafica a torta nella parte superiore della scheda di valutazione della situazione riporta la ripartizione dell azoto ammoniacale emesso nelle diverse fasi. Nella parte centrale della scheda vengono riportate le quantità di azoto (espresse come kg di unità di azoto e in percentuale) in relazione all utilizzazione agronomica che vengono anche rappresentate graficamente con il diagramma a torta. In particolare, il totale aziendale deriva dall azoto escreto dagli animali sommato con l azoto chimico, tenendo conto anche delle cessioni e acquisizioni di refluo. L azoto emesso in aria rappresenta il totale delle emissioni di ammoniaca e di protossido di azoto. L azoto che viene distribuito sul suolo è suddiviso in due voci: utilizzato dalle colture e residuo nel terreno. Il primo è quello che si stima sia effettivamente asportato dalla coltura in atto in relazione alla modalità di distribuzione utilizzata. Il secondo, per differenza, è quello che rimane incorporato nel terreno e segue il ciclo dell azoto in esso contenuto. Figura 12 Schermata analisi scenario - situazione Nella sezione inferiore della scheda sono inoltre riportati alcuni valori relativi alla produzione di P 2 O 5, Rame, Zinco e ai consumi idrici e di energia elettrica e termica. Questi ultimi valori sono solo indicativi e rappresentano consumi orientativi medi del settore. Non possono essere utilizzati se non come comparazione di massima rispetto ai valori desumibili dalle registrazioni aziendali di tali consumi. Confronto con riferimento La seconda scheda dell analisi dello scenario consente di confrontare la situazione prevista dallo scenario attuale con quella prevista come riferimento, limitatamente all azoto. 13

14 I confronti delle emissioni dell azoto in atmosfera sono suddivisi per le diverse fasi della gestione dei reflui e prevedono due tipi di confronto: - rispetto all azienda standard: cioè il confronto con un azienda che utilizza una gestione dei reflui che viene considerata quella di riferimento in tutte le sue fasi; - rispetto alla fase di riferimento: cioè il confronto considerando la singola fase della gestione e applicando, in quella fase, un confronto con i sistemi di riferimento. Inoltre, viene riportato un confronto riguardo all azoto escreto e a quello residuo, sempre in confronto con quelli calcolati, per la stessa consistenza di allevamento, ma con il sistema di riferimento. Infine è riportato un confronto relativo all efficienza di utilizzazione dell azoto in campo, basato sulle modalità di distribuzione, che viene confrontata rispetto a un efficienza media pari al 50%. Tutti i confronti sono rappresentati anche graficamente mediante un indicatore a barra in cui l entità della variazione è espressa come variazione percentuale rispetto al riferimento. Variazioni entro un ± 10% rispetto al valore di riferimento sono riportate in giallo, variazioni in negativo, cioè una riduzione delle emissioni in verde e in positivo, cioè emissioni superiori al riferimento in rosso. Figura 12 Schermata analisi scenario - confronti Utilizzando le relative icone è possibile visualizzare in anteprima di stampa e inviare alla stampante le due sezioni dell analisi dello scenario. Comparazione di scenari Nella schermata relativa agli scenari dell azienda ciccando sull icona apri confronto si attiva la possibilità di selezionare gli scenari da comparare (minimo 1 massimo 5). Questa funzione consente di mettere a confronto alcuni parametri di diversi scenari in modo da poter valutare gli effetti dei possibili interventi sull allevamento. L icona avvia confronto consente di visualizzare tale comparazione in forma numerica e grafica. 14

15 Figura 13 Attivazione della comparazione degli scenari La schermata di confronto raggruppa in un'unica tabella i valori di azoto escreto, emesso in aria, residuo nel terreno dei diversi scenari, valori che si riferiscono a quanto riportato nell analisi dello scenario. Il valore di azoto non utilizzato risulta dalla somma dell azoto emesso in aria e di quello residuo nel terreno. Figura 14 Comparazione scenari 15

16 Il rapporto con la situazione di riferimento consente di valutare come i diversi aspetti della gestione vengono modificati nei diversi scenari. I grafici sottostanti la tabella riportano, per ognuno dei parametri presi in considerazione, il confronto assoluto e relativo al riferimento, degli scenari selezionati. Trasferimenti degli archivi Si accede a questa funzione dall apposita icona nella schermata aziende. In questa videata è possibile selezionare la posizione di un archivio, esistente o nuovo, che può essere utilizzato per trasferire i dati relativi a uno o più scenari di una o più aziende. Una volta selezionato l archivio, se esistente, o immesso il nome se nuovo (in questo caso viene segnalata la creazione di un nuovo archivio), è possibile procedere al trasferimento nelle due direzioni. Il trasferimento avviene solo per gli scenari selezionati. Se l azienda è esistente nell archivio di destinazione gli scenari vengono aggiunti all azienda di destinazione, in caso contrario viene creata una nuova azienda. Gli scenari vengono sempre aggiunti anche quando è già presente uno scenario con lo stesso nome. Per selezionare uno scenario è sufficiente ciccare sulla riga dello scenario (cambierà colore). Sono previste le funzioni per selezionare tutti gi scenari o annullare la selezione esistente. E inoltre possibile eliminare gli scenari selezionati, sia nell archivio di ERICA, sia in quello selezionato. Figura 15 Trasferimenti 16

17 Rapporto calcoli Dalla schermata relativa agli scenari di un azienda si può visualizzare e stampare un rapporto dei calcoli relativi ai due scenari individuati come attuale e futuro. Queste informazioni sono utilizzabili per completare la modulistica relativa alla domanda di autorizzazione integrata ambientale con i risultati dei calcoli relativi allo scenario attuale e quello che viene proposto come soluzione migliorativa (scenario futuro). Tali scenari devono essere selezionati come attuale e futuro prima di poter accedere a questa funzione. Figura 16 Rapporto calcoli 17