3. Modellizzazione del sistema produttivo del latte fresco

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1 3. Modellizzazione del sistema produttivo del latte fresco 3.1 Obiettivi e finalità Questo lavoro di tesi si propone l obiettivo di valutare e confrontare gli impatti sull emissione di gas serra di diversi sistemi produttivi del latte fresco bovino. Sono stati scelti quattro diversi tipi di allevamenti bovini rappresentativi della realtà produttiva toscana: Allevamento integrato di pianura; Allevamento integrato di collina; Allevamento biologico di pianura; Allevamento biologico di collina. I sistemi si differenziano fra loro per produttività, tecniche di allevamento, macchinari utilizzati e ambiente climatico. 3.2 Unità funzionale L unità funzionale utilizzata per l analisi del ciclo di vita del latte fresco bovino è il kg di fat protein corrected milk (FPCM). È stata scelta questa unità per rendere omogenei i risultati dei quattro casi studio laddove esistessero differenze di contenuto di grassi e proteine all interno del latte prodotto. La scelta del kg di FPCM rende inoltre possibile il confronto con la maggior parte degli studi già effettuati sull argomento. La conversione del latte prodotto in FPCM è stata effettuata seguendo il metodo utilizzato dalla FAO per gli studi in questo settore. Tutto il latte prodotto viene convertito in FPCM con contenuto di grassi del 4% e di proteine del 3.3% secondo la formula: FPCM ( kg) = latte( kg) * ( * Grassi(%) * Pr otein(%))

2 I risultati prodotti sono riportati come Global Warming Potential (GWP) a 100 anni espresso in kg di CO 2 equivalente per kg di FPCM. I risultati dello studio verranno poi presentati anche in relazione alla lattazione delle bovine (intero periodo di produzione del latte tra un parto ed il successivo). In questo modo vengono evidenziate le differenze di emissione legate alle diverse tecniche zootecniche adottate, indipendentemente dalla produttività delle bovine. 3.3 Metodo di allocazione L allevamento di bovini produce diversi beni difficilmente disaggregabili in processi indipendenti: Prodotti edibili: carne e latte Prodotti non edibili: pelle e letame. La funzione primaria del settore zootecnico è quella di produzione alimentare, quindi le emissioni relative all allevamento dei bovini sono state ripartite tra latte e carne sulla base del contenuto energetico. 3.4 Confini del sistema Il sistema di produzione del latte fresco è stato suddiviso in quattro fasi principali: Allevamento delle bovine Produzione della razione alimentare Gestione delle deiezioni Trattamenti preliminari del latte Per ognuna di queste fasi sono state individuate e quantificate le principali fonti di emissione di gas serra.

3 3.4.1 Allevamento delle bovine Nella fase di allevamento sono state prese in esame due fonti di emissione di gas serra: la produzione di gas metano da fermentazione enterica e la produzione di paglia per la lettiera delle bovine. 1. Fermentazione enterica Negli erbivori il metano (CH 4 ) è un importante co-prodotto della fermentazione enterica, processo digestivo tramite cui i carboidrati vengono degradati da microrganismi ospiti in molecole meno complesse pronte per essere assorbite dall organismo. La quantità di metano rilasciata dipende dal tipo di digestione, dall età e peso dell animale, dalla qualità e quantità di alimenti assunti. Fra gli erbivori i ruminanti (bovini, pecore) sono quelli responsabili della maggior parte delle emissioni di CH 4, mentre i non ruminanti (equini) sono responsabili di una quota minore: infatti nel rumine avviene una intensa fermentazione microbica, che permette una migliore digestione degli alimenti vegetali (in particolare la cellulosa). Generalmente più alta è la quantità di alimenti ingerita, maggiore sarà la produzione di metano; tuttavia questa è fortemente influenzata anche dalla composizione della dieta. La quantità di alimenti ingerita è direttamente proporzionale alla taglia dell animale, al tasso di crescita ed alla produttività (latte, lana, stato di gravidanza). Per evidenziare la variabilità del livello di emissione all interno dell allevamento la popolazione è stata suddivisa in sottogruppi, per ognuno dei quali è stato calcolato il fattore di emissione. In accordo con le linee guida dell International Panel on Climate Change (2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories), i fattori di emissione di ogni sottogruppo sono stati calcolati seguendo le indicazioni del Tier 2, un approccio che

4 richiede dati dettagliati e specifici per regione e che viene qui utilizzato in quanto si reputa l emissione da fermentazione enterica una sorgente chiave dell intero sistema studiato. Ogni tipologia di allevamento è stata suddivisa in sei diverse categorie di bovine, per ognuna delle quali sono stati calcolati i fattori di emissione. CATEGORIA Vitella Manza Bovina in lattazione Inizio lattazione Lattazione stabilizzata Fine lattazione Asciutta PERIODO Da 3 a 12 mesi Da 12 a 28 mesi Oltre i 28 mesi 90 giorni 155 giorni 60 giorni 60 giorni Scelta dei fattori di emissione I fattori di emissione per ogni categoria di bovino sono stati stimati sulla base dell energia lorda ingerita (GE) e del coefficiente di conversione per il metano (Y m ). La proporzione in cui l energia degli alimenti ingeriti è convertita in metano dipende da numerosi fattori, interdipendenti fra di loro, legati sia all animale che alla dieta. Dei valori di Y m per i bovini vengono fornito nelle linee guida IPCC nella Tabella (Volume 4: Agriculture, Forestry and Other Land Use) di seguito riportata.

5 Fonte: Agriculture, Forestry and Other Land Use, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Quando si utilizzano razioni alimentari di buona qualità (alta digeribilità e valore energetico) si possono usare i valori minimi, mentre in presenza di alimenti più poveri sono più appropriati i valori massimi. Per animali ancora in svezzamento che consumano solo latte (vitelli fino a 3 mesi) il fattore di emissione è nullo. Calcolo del fattore di emissione Per ogni categoria di animale è stato calcolato un fattore di emissione secondo l equazione: Dove: EF = fattore di emissione, kg CH 4 /capo all anno GE = energia lorda ingerita (Gross Energy), MJ/capo all anno Y m = coefficiente di conversione del metano Il fattore (MJ/kg CH 4 ) è il contenuto di energia del metano

6 365 è il numero di giorni su cui è calcolato il fattore di emissione (può essere variato a seconda della divisione in sottogruppi della popolazione. Calcolo di GE (energia lorda ingerita) Per stimare la quantità di alimenti ingerita e quindi l energia (MJ/giorno) di cui ha bisogno il singolo capo si devono avere dati sulle attività e sulla dieta seguita, in particolar modo sono stati calcolati i fabbisogni energetici per il mantenimento, la crescita, lo stato di gravidanza, la lattazione e l attività fisica del capo. L energia netta per il mantenimento (NE m ) è la quantità di energia necessaria per mantenere l animale in uno stato di equilibrio in cui non viene né perso né guadagnato peso corporeo. Dove Cf i è un coefficiente che varia a seconda della categoria di animale espresso in MJ al giorno per chilogrammo di peso (vedi tabella), mentre Weight è il peso vivo dell animale espresso in chilogrammi. L energia netta per l attività (NE a ) rappresenta l energia che l animale deve impiegare per procurarsi la propria razione alimentare, abbeverarsi e tornare al ricovero.

7 La NE a è dipendente dall energia di mantenimento dell animale e dal coefficiente C a, che varia in funzione della modalità di somministrazione della razione alimentare adottata. SITUAZIONE DEFINIZIONE C a Mangiatoia in stalla Gli animali sono confinati in piccole aree e 0.00 spendono pochissima energia per procurarsi il cibo. Pascolo Gli animali sono confinati in aree con sufficiente 0.17 foraggio. Modesta quantità di energia spesa per procurarsi il cibo. Pascolo su grandi aree Gli animali pascolano su vaste aree, terreni collinari o montani. Gran dispendio di energie per procurarsi il cibo L energia netta per l accrescimento (NE g ) è riferita alle categorie di bovine (vitelle e manze) che presentano un accrescimento di peso. Dove BW è il peso corporeo medio dell animale nella data popolazione (kg), C è un coefficiente che varia a seconda del tipo di animale (0.8 per esemplari femmine), MW è il peso medio di una bovina adulta (kg), WG è l incremento di peso medio giornaliero dell animale della popolazione in esame(kg/giorno). L energia netta per lattazione (NE l ) rappresenta l energia contenuta nel latte prodotto dalle bovine in lattazione. L energia per lattazione dipende dalla quantità di latte prodotta Milk, espressa in kg/giorno e dal contenuto in grassi del latte prodotto (% in peso). L energia netta per gravidanza per le bovine è l energia che la bovina impiega per la corretta crescita del feto ed è dipendente dall energia di mantenimento.

8 Dove C pregnancy è un coefficiente che varia da specie a specie ed assume il valore di 0.10 per i bovini. Per il calcolo dell energia lorda ingerita (GE) occorre sapere anche la frazione di energia netta disponibile nella dieta per il mantenimento (REM) e per la crescita (REG) rispetto all energia digeribile assunta. REM e REG sono state stimate usando le seguenti equazioni (Gibbs and Johnson, 1993), dove DE% rappresenta l energia digeribile della razione alimentare, espressa come percentuale dell energia lorda. L energia lorda ingerita (GE) è stata quindi calcolata per ogni categoria di bovina secondo l equazione fornita dalle Guidelines dell IPCC, in cui compare la somma delle energie nette necessarie alla bovina e la disponibilità energetica della razione alimentare. L energia netta per lavoro (NE work ) e l energia netta per la produzione di lana (NE wool ) sono state assunte sempre pari a zero, mentre tutte le altre sono state calcolate caso per caso.

9 2. Paglia per lettiera Negli allevamenti presi in esame la lettiera delle bovine è composta esclusivamente da paglia, generalmente prodotta all interno dell allevamento, per cui sono state valutate le emissioni della produzione e del trasporto dai campi alla fattoria. Il calcolo delle emissioni è stato effettuato sulla base dell analisi del ciclo di vita di un kg di paglia presente nel database EcoInvent. I valori di emissione per chilogrammo di paglia prodotta sono riportati in tabella: Prodotto Fonte LCA GWP 100a (Kg CO 2 eq.) Paglia (mix di cereali) Produzione Integrata EcoInvent Straw IP, at farm /kg Paglia (mix di cereali) Produzione Biologica EcoInvent Straw organic, at farm /kg Produzione della razione alimentare Per valutare le emissioni di gas ad effetto serra legate alla fase di produzione della razione alimentare sono state prese in esame le seguenti fonti: Produzione del concentrato energetico Produzione del concentrato proteico Produzione di foraggio Produzione di insilato di mais Trasporto del mangime acquistato fino alla fattoria Utilizzo del carro miscelatore Le coltivazioni destinate alla produzione della razione alimentare per le bovine sono state differenziate laddove possibile tra integrate e biologiche e tra alimenti autoprodotti all interno dell azienda e prodotti acquistati dall esterno.

10 1. Produzione del concentrato energetico Il concentrato energetico somministrato alle bovine negli allevamenti analizzati ha una composizione fissa secondo la tabella sottostante. CONCENTRATO ENERGETICO Alimento Percentuale Orzo 10 Frumento 10 Crusca 5 Mais fiocchi 10 Polpe barbabietola 15 Vitamine minerali 3 Farina di estrazione di soia 5 Mais 20 Farina di estrazione di girasole 10 Sottoprodotti di molitura 12 Per i componenti principali (orzo, frumento, mais, farine di estrazione di soia e girasole) sono state valutate le emissioni legate sia alla produzione in campo sia alle lavorazioni per produrre il concentrato. Ai componenti polpe di barbabietole e sottoprodotti di molitura non sono state attribuite emissioni, in quanto si tratta di prodotti secondari di basso valore rispetto alla produzione principale (allocazione completamente a carico del prodotto principale). Infine non è stato possibile attribuire emissioni alla produzione di mais in fiocchi e vitamine e minerali per assenza di dati sufficientemente accurati. Sono stati creati con l ausilio del software Gabi dei processi sia per la produzione agricola che per i trattamenti successivi dei vari componenti analizzati. I valori di emissione sono stati presi da studi di analisi del ciclo di vita presenti nel database EcoInvent e sono riportati nella tabella sottostante.

11 Alimento Fonte Tipo Orzo Frumento Mais Soia Girasole EcoInvent EcoInvent EcoInvent EcoInvent EcoInvent Barley grains IP (Hordeum vulgare L.) Barley grains organic (Hordeum vulgare L.) Wheat grains IP (Triticum aestivo L.) Wheat grains organic (Triticum aestivo L.) Grain maize IP (Zea mays L.) Grain maize organic (Zea mays L.) Soy beans IP (Glycine max) Soy beans organic (Glycine max) Sunflower IP (Helianthus annuus L.) Dati di produzione GWP 100a (Kg CO 2 eq.) /kg /kg /kg /kg /kg /kg /kg /kg /kg Processi inclusi Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 15%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 15%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 15%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 15%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 14%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 14%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 11%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 11%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 6%)

12 Alimento Fonte Tipo Orzo Frumento Mais EcoInvent EcoInvent EcoInvent Feed Barley IP (Hordeum vulgare L.) Feed Barley organic (Hordeum vulgare L.) Feed Wheat IP (Triticum aestivo L.) Feed Wheat organic (Triticum aestivo L.) Feed Grain maize IP (Zea mays L.) Feed Grain maize org. (Zea mays L.) Dati di lavorazione GWP 100a (Kg CO 2 eq.) /kg /kg /kg /kg /kg /kg Processi inclusi Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio. Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio. Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio. Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio. Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio. Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio.

13 2. Produzione del concentrato proteico Il concentrato proteico somministrato alle bovine negli allevamenti analizzati ha una composizione fissa secondo la tabella sottostante. CONCENTRATO PROTEICO Alimento Percentuale Orzo 5 Farina di estrazione di soia 40 Crusca 12 Favino 5 Glutine 5 Vitamine minerali 3 Mais 5 Farina di estrazione di girasole 15 Sottoprodotti di molitura 10 Anche in questo caso valgono le condizioni espresse per la produzione del concentrato energetico. I valori di emissione sono quelli riportati nella tabella precedente, fatto salvo per il favino, mentre mancano sufficienti dati per valutare le emissioni legate alla produzione di glutine. I dati di emissione per quanto riguarda il favino sono riportati in tabella: Alimento Fonte Tipo Favino (produzione) Favino (lavorazione) EcoInvent EcoInvent Fava beans IP (Vicia faba L.) Fava beans organic (Vicia faba L.) Feed Fava beans IP GWP 100a (Kg CO 2 eq.) /kg /kg /kg Processi inclusi Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 13%) Coltivazione, semina, diserbo, fertilizzazione, pesticidi, trebbiatura, essiccazione. Macchinari e infrastrutture. Input di fertilizzanti, pesticidi, semi e loro trasporto (locale). Emissioni dirette sul terreno kg/ha (umidità 13%) Trasporto al centro di lavorazione, processi (macinatura, trattamento termico, dosaggio, mescolamento, spremitura, pellettazione), stoccaggio. Uso dell acqua e trattamento dei reflui. Trasformazione ed uso del terreno per gli edifici di stoccaggio.

14 L auto produzione in azienda dei concentrati (sia energetico che proteico) si differenzia rispetto ai concentrati acquistati all esterno per l assenza delle emissioni della lavorazione delle materie prime. 3. Produzione di foraggio Le emissioni di gas serra relative alla produzione di foraggio per l alimentazione delle bovine sono state calcolate sulla base di uno studio di analisi del ciclo di vita della produzione del fieno presente nel database EcoInvent. I valori di emissione espressi come CO 2 eq. per kg di sostanza secca sono riassunti nella tabella sottostante. Alimento Fonte Tipo GWP 100a (Kg CO 2 eq.) Foraggio EcoInvent Hay intensive IP Hay intensive organic /kg /kg Processi inclusi Fertilizzazione, diserbo, trebbiatura, trasporto alla fattoria, essiccazione e stoccaggio per 12 mesi kg ss/ha Fertilizzazione, diserbo, trebbiatura, trasporto alla fattoria, essiccazione e stoccaggio per 12 mesi kg ss/ha 4. Produzione di insilato di mais La produzione di insilato di mais è stata appositamente modellizzata all interno del progetto del software Gabi. Sono state prese in considerazione le emissioni legate alle principali fasi di lavorazione del terreno (aratura, erpicatura), lo spandimento di letame, fertilizzanti ed erbicidi, la semina, la trebbiatura e le operazioni di trasporto alla fattoria e di compattamento tramite pala meccanica. I valori di ore lavoro e consumo delle varie fasi di produzione sono riferite alla produzione di 40 tonnellate/ettaro di insilato di mais con contenuto di sostanza secca del 33% e sono riportate nella seguente tabella (E.G. Castanheira 2010).

15 Operazione Attrezzatura Tempo lavoro (h/ha) Consumo (L/h) Consumo (L/ha) Note Spandimento letame m 3 ha -1 Aratura Universal tractor Erpicatura Universal tractor Spandimento fertilizzante P Kg (18%P 2 O 5 ) /ha anno Spandimento fertilizzante N Semina Spandimento erbicida Trebbiatura Harvester Trasporto e scarico Universal tractor Kg (20.5%N) /ha anno 600 L ha -1 (diluiz. 1:100) Riempimento e compattamento Front loader

16 5. Trasporto del mangime Il mangime acquistato dall azienda viene trasportato su camion da 35 quintali le cui emissioni sono calcolate grazie a valori di LCA già presenti all interno del software utilizzato. 6. Utilizzo del carro miscelatore Il carro miscelatore viene utilizzato dalle aziende per poter somministrare alle bovine un unica razione comprensiva dei vari mangimi. Il miscelatore viene azionato tramite la presa di potenza del trattore i cui valori di emissione di gas serra sono già presenti nel database del software (Universal tractor) Gestione delle deiezioni Le deiezioni zootecniche producono notevoli quantità di emissioni di gas ad effetto serra, in particolar modo metano (CH 4 ) e protossido di azoto (N 2 O). Le emissioni prodotte variano molto in funzione della temperatura e dei metodi di stoccaggio e smaltimento dei reflui. Il calcolo delle emissioni di gas serra provenienti dalla gestione delle deiezioni è stato effettuato in accordo con le linee guida dell International Panel on Climate Change (2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories). I fattori di emissione di ogni sottogruppo sono stati calcolati seguendo le indicazioni del Tier Produzione di metano La decomposizione in condizioni anaerobiche della frazione organica delle deiezioni durante le fasi di trattamento e stoccaggio produce CH 4. Queste condizioni si verificano più facilmente in allevamenti intensivi (grande produzione di letame in aree ristrette) e nel

17 caso di gestione delle deiezioni che privilegiano la forma liquida. Infatti laddove le deiezioni sono stoccate e trattate in forma liquida, queste si decompongono in ambiente anaerobico, producendo ingenti quantità di metano. Due fattori che influenzano molto la produzione di metano sono il tempo di stoccaggio e la temperatura ambientale. Quando il letame viene trattato in forma solida e quando è deposto al pascolo, le condizioni di decomposizione sono generalmente aerobiche e ne consegue un minor rilascio di metano. Per ricavare il coefficiente di emissione di metano bisogna definire due parametri essenziali: Caratteristiche delle deiezioni: è stato necessario stimare la quantità di solidi volatili (VS) all interno del letame prodotto e la quantità massima di metano producibile dal letame (B 0 ). VS è stata stimata in base alla quantità di cibo ingerita e alla digeribilità della razione, mentre B 0 varia a seconda della categoria di animale e del regime alimentare. Nel calcolo dei solidi volatili non è compreso il contributo dato dalla lettiera in paglia, ritenuto comunque poco significativo. Caratteristiche del sistema di trattamento delle deiezioni: sono stati definiti i sistemi usati dalle aziende per la gestione delle deiezioni e il fattore di conversione del metano per ogni sistema (MCF), che riflette la frazione di B 0 effettivamente emessa. L emissione annuale di metano EF (T) è stata calcolata secondo la seguente equazione:

18 La quantità di solidi volatili all interno delle deiezioni (VS) rappresenta la frazione organica delle secrezioni, sia la parte biodegradabile sia quella non biodegradabile. Il tasso giornaliero di secrezione di solidi volatili è stato calcolato a partire dal livello di cibo ingerito (GE), già utilizzato nel calcolo delle emissioni da fermentazione enterica. La frazione di solidi volatili escreti rappresenta la parte della dieta alimentare che non viene digerita dall animale ma espulsa con le feci e le urine. Nell equazione precedente UE rappresenta l energia contenuta nelle urine come frazione dell energia lorda ingerita e generalmente per le bovine si assume un valore del 4%. ASH invece rappresenta il contenuto di ceneri nelle deiezioni espresso come frazione della sostanza secca ingerita (8%). Come valore della quantità massima di metano producibile dal letame (B 0 ) è stato preso quello tabulato nell annesso 10A-4 delle linee guida dell IPCC sul calcolo delle emissioni serra da allevamento, pari a 0.24 m 3 CH 4 /kg VS. I valori del fattore di conversione del metano (MCF) sono stati assegnati ai vari sistemi di trattamento nei diversi allevamenti a partire dai valori consigliati dalle linee guida IPCC riportati nella seguente tabella.

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20 2. Produzione di protossido di azoto Le emissioni dirette di protossido di azoto sono prodotte da processi di nitrificazione e denitrificazione dell azoto presente nelle deiezioni durante le fasi di trattamento e di accumulo. L emissione di N 2 O dipende dalla quantità di azoto e carbonio presenti nelle deiezioni, dalla durata dello stoccaggio e dal tipo di trattamento effettuato. La produzione di protossido di azoto nei liquami avviene in due fasi. Inizialmente è necessario che l azoto ammoniacale venga ossidato a nitrato (nitrificazione); ciò può avvenire solo in un ambiente aerobico con sufficiente presenza di ossigeno. Successivamente nitriti e nitrati sono trasformati in N 2 O e N 2 grazie a processi di denitrificazione, che avvengono in ambiente anaerobico. Il rapporto tra la produzione di N 2 O e N 2 aumenta al calare del ph (ambiente acido), al diminuire dell umidità e all aumentare della concentrazione di nitrati. La formazione di protossido di azoto quindi richiede la presenza di nitrati e nitriti in un ambiente anaerobico, preceduto da condizioni aerobiche necessarie allo sviluppo di queste forme ossidate di azoto; inoltre ph bassi e scarsa umidità prevengono la riduzione di N 2 O a N 2. Le emissioni dirette di protossido di azoto N 2 O D(mm) sono state calcolate con la seguente formula tratta dalle linee guida IPCC: Dove: N (T) è il numero di capi nella categoria T; Nex (T) è la quantità media di azoto escreto annualmente per capo (Kg N/capo all anno); MS (T,S) è la frazione di deiezioni trattata con il sistema S;

21 EF 3(S) è il fattore di emissione specifico per ogni tipologia di trattamento delle deiezioni; 44/28 = fattore di conversione tra N e N 2 O. La quantità di azoto escreto da ogni categoria di bovini dipende dalla quantità totale di azoto assunto con l alimentazione e dalla frazione di azoto ritenuta dall animale: La quantità di N ingerita dipende dalla quantità annua di cibo digerito dall animale (dipendente dal livello produttivo) e dal contenuto proteico del cibo stesso. La quota di N trattenuta dal bovino è una misura dell efficienza di trasformazione delle proteine della razione alimentare in proteine animali. Per calcolare la quantità di azoto ingerita (N intake(t) ) occorre conoscere l energia lorda ingerita giornalmente (GE), già calcolata precedentemente per la valutazione delle emissioni da fermentazione enterica, e la percentuale di proteina grezza presente nella razione (CP%). Il quoziente è il fattore di conversione dell energia lorda per kg di sostanza secca (Mj/kg). Ha un valore relativamente costante in un ampia variabilità di razioni alimentari basate su foraggio e granelle. La quantità di azoto ritenuta (N retention(t) ) invece è stata calcolata valutando la quantità di N sequestrato dai processi di produzione del latte (per le vacche in lattazione) ed aumento di peso (per le vitelle e le manze), secondo la seguente formula:

22 Dove Milk è la produzione di latte giornaliera per capo, Milk PR% è la percentuale di proteine nel latte prodotto calcolata secondo la formula [ * % grassi], WG è l incremento giornaliero di peso del capo e NE g è l energia netta per la crescita (già calcolata precedentemente). Il calcolo dell azoto escreto Nex (T) è stato quindi effettuato grazie alla formula: Nota la quantità di azoto escreta per ogni categoria di animale è possibile calcolare la quantità di protossido di azoto rilasciata in atmosfera a seconda del tipo di trattamento a cui si sottopongono le deiezioni. Il fattore di emissione (EF 3(S) ) per le varie tipologie di trattamento utilizzate è stato ricavato dai dati tabulati delle linee guida IPCC (Tabella 10.21). L emissione diretta di N 2 O dalle deiezioni (sia solide che liquide) delle vacche al pascolo, viene sempre calcolata a partire dalla quantità di azoto escreto per capo e dal fattore di emissione, secondo la formula: N 2 O PRP = N(ex) EF 3PRP 44/28 Il fattore di emissione EF 3PRP adottato per i bovini al pascolo è pari al 2%.

23 3.4.4 Trattamenti preliminari del latte I trattamenti preliminari del latte fresco che vengono effettuati all interno dell azienda zootecnica prima che il latte stesso venga avviato alle centrali di lavorazione o alla commercializzazione diretta riguardano la mungitura e la refrigerazione. Le emissioni di gas serra che sono state valutate riguardano tre fonti principali: Mungitrice Cella frigorifera Caldaia Altre fonti minori di gas serra quali la produzione e trasporto di detergenti per la pulizia dei macchinari, le utenze elettriche dell allevamento per illuminazione, il riscaldamento dei locali ad uso ufficio sono state trascurate per l insufficienza di dati raccolti al riguardo. 1. Mungitrice Per valutare i consumi della macchina mungitrice è stato preso in considerazione l assorbimento elettrico della pompa a vuoto (che rappresenta l utenza più energivora del sistema di mungitura) e le ore di lavoro necessarie a coprire l intera mungitura. Le emissioni di gas serra sono riconducibili alla produzione di energia elettrica per l attivazione del sistema e sono riferite ad un mix di produzione elettrica caratterizzante la realtà italiana già modellizzato all interno del software Gabi. 2. Cella frigorifera Le emissioni di gas serra riconducibili alla refrigerazione del latte sono anche in questo caso legate alla produzione di energia elettrica erogata dalla rete nazionale. Sono state trascurate le emissioni legate alle perdite di liquidi o gas refrigeranti, in quanto sono stati presi in esame sistemi di refrigerazione che utilizzano celle a glicole liquido.

24 Le celle refrigeranti sono utilizzate per lo stoccaggio del latte munto per un breve periodo fino alla consegna ai mezzi di trasporto per l uscita del prodotto dall azienda. 3. Caldaia La produzione di acqua calda per il lavaggio dei macchinari (mungitrice, tubazioni di raccordo e celle frigorifere) avviene per mezzo di caldaia a gas metano. Per valutare le emissioni è stata quantificata l energia termica necessaria al riscaldamento della quantità di acqua utilizzata per i lavaggi; le emissioni di gas serra sono legate alla produzione di questa energia termica e valutate grazie a processi già presenti nel software utilizzato.