Applicazione di materiali biodegradabili per l agricoltura

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1 Convegno: L'Arte di Innovare: percorsi- l'innovazione Responsabile Innovazione responsabile in agricoltura: biodiversità e modelli di sviluppo economico Applicazione di materiali biodegradabili per l agricoltura un innovazione sostenibile per il settore Forlì, 9 settembre 2011 Sara Guerrini

2 NOVAMONT: ORIGINI E SVILUPPO COSA SONO LE BIOPLASTICHE? PLASTICHE IN AGRICOLTURA: DIMENSIONI DEL MERCATO & SOLUZIONI ATTUALI BIOPLASTICHE IN AGRICOLTURA: ALCUNI ESEMPI APPLICATIVI

4 Novamont Le origini FERRUZZI MONTEDISON MONTECATINI (Ist. Donegani) 1989 FERTEC (FERRUZZI RESEARCH AND TECHNOLOGY) ERIDANIA BEGHIN SAY (VILVOORDE RESEARCH CENTER) HIMONT (PP) MONTEFIBRE (PET) VEDRIL (PMMA) MONTEFLUOS (FLUORINATED POLYMERS) FARMITALIA AGRIMONT ETC INTEGRAZIONE DI CHIMICA AGRICOLTURA E AMBIENTE NOVAMONT CERESTAR (STARCH) CEREOL (OILS) ERIDANIA-BEGHIN SAY (SUGAR) CENTRAL SOIA PROVIMI AGRA ETC. CHIMICA VIVENTE PER LA QUALITA DELLA VITA

5 Una realtà concreta Lo sviluppo sostenibile Fonti rinnovabili Tecnologie a basso impatto ambientale Gestione del fine vita dei rifiuti Politica Industriale

6 I PRODOTTI DA FONTE RINNOVABILE POSSONO DIVENTARE UN CASO DIMOSTRATIVO IMPORTANTE DI SIGNIFICATIVE DIMENSIONI PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE E LA CRESCITA CULTURALE Ridisegno di interi settori produttivi Modifica del sistema di produzione delle materie prime attraverso l integrazione dell intera catena agro-industriale Modifica nell uso e nello smaltimento dei prodotti a fine vita Estensione dell attività sperimentale sul territorio Definizione di standard affidabili per materiali/manufatti biodegradabili e compostabili

7 IL MODELLO: LA BIORAFFINERIA INTEGRATA NEL TERRITORIO NUOVE TECNOLOGIE AGRONOMICHE Coltivazioni sostenibili: Rotazione Uso di compost di alta qualità Basso consumo d acqua Basso consumo di Azoto Riutilizzo degli scarti SEMI OLI MONOMERI POLIESTERI MATER-BI PRODOTTI FINITI CONSUMATORE SISTEMI GESTIONE DEI RIFIUTI N O V A M O N T A G R I C O L T O R I I S T I T U Z I O N E SCARTI CELLULOSICI NUOVI MATERIALI NUOVE APPLICAZIONI NUOVE TECNOLOGIE RIDISEGNO SETTORI APPLICATIVI CON AUMENTO COMPETITIVITA

8 Il progetto di chimica verde più grande al mondo La chimica verde a Porto Torres Dal 2011 al 2016: 7 impianti di chimica verde da realizzarsi in 3 fasi, 1 Centro di Ricerca, 500 milioni valore complessivo del progetto. * Fase A 1. IMPIANTO MONOMERI BIO I (32 kt/a) 2. IMPIANTO LUBRIFICANTI BIO I (25 kt/a) INVESTIMENTO: circa 100 mln & a Porto Torres Fase C 5. IMPIANTO MONOMERI BIO II (100 kt/a) 6. IMPIANTO LUBRIFICANTI BIO II (30 kt/a) 7. IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI BIOPLASTICHE (120 kt/a) INVESTIMENTO: circa 300 mln Fase B 3. IMPIANTO ADDITIVI BIO PER GOMME (30 kt/a) 4. IMPIANTO BIO-FILLERS (15 kt/a) INVESTIMENTO: circa 50 mln Centro di Ricerca - Progetto R&S su MONOMERI BIO - Progetto R&S su LUBRIFICANTI BIO - Progetto R&S su ELASTOMERI BIO * Di cui 50 mln relativi a infrastrutture industriali

9 Modello di nuovo sviluppo per l agricoltura Integrazione a monte con la filiera agricola locale L integrazione a monte della filiera agricola con coltivazioni locali sarà studiata in collaborazione con la regione Sardegna Per avviare il più rapidamente possibile i nuovi impianti di chimica verde si potrà ricorrere inizialmente a materie prime sia locali sia di importazione Nel transitorio sarà avviata la coltivazione nella regione di colture adatte a fornire le materie prime bio necessarie alla filiera produttiva della chimica verde, considerando che: - sono allo studio diverse colture con alta resa di produzione che trovino in Sardegna il loro habitat naturale

11 Cos è una bioplastica? Le definizioni Una plastica costituita in parte o totalmente da risorse rinnovabili Una plastica biodegradabile (Secondo standard definiti)

12 Test respirometrici in ambiente controllato (in 6 mesi: 90% biodegradazione del materiale a confronto con il testcellulosa) Cos è una bioplastica? Norme di riferimento: biodegradabilità e compostabilità Per la EU: UNI EN 13432, UNI EN La compostabilità di un materiale è un insieme di proprietà Disintegrazione del materiale in 3 mesi (< 2 mm) limiti per metalli pesanti in compost no modifiche ai principali parametri del suolo No effetti ecotossici (test di germinazione and crescita piante)

13 Cos è una bioplastica? Programmi di certificazione europei Programmi di certificazione stabiliti sulla base della norma UNI EN In Europa oggi disponibili LOGHI riconosciuti per plastiche biodegradabili Principali enti di certificazione europei: Vinçotte (Belgio) e DIN CERTCO (Germania)

15 Plastiche in agricoltura Le dimensioni del mercato e le tendenze Domanda globale di plastica per usi agricoli nel settore film per il 2009: 2,8 milioni ton Sul totale film: 45 % pacciamatura, 31 % coperture serre e 24 % insilati Asia: rappresenta il segmento di domanda più importante e di questo la Cina rappresenta il 70 % Al momento importante crescita in Sud America, Nord Africa, Medio Oriente Incremento nell uso di film biodegradabili (Fonte: Agricultural Film 2010, AMI International)

16 Fonte: A. Reynolds, Agricultural Film 2010, AMI International)

17 Fonte: A. Reynolds, Agricultural Film 2010, AMI International)

18 Plastiche in agricoltura Utilizzo e recupero in alcuni paesi europei

19 Rifiuti plastici Uno sguardo alla legislazione Direttiva 94/62/EC, sugli imballaggi e sui rifiuti da imballaggio: definisce target quantitativi per raccolta e riciclo di vari materiali per imballaggio, incluse le plastiche Directive 1999/31/EC on the landfill of waste: proibisce incenerimento dei rifiuti e ne regola l afflusso in discarica The Incineration Directive, 2000/76/EC: vieta l incenerimento incontrollato Revised Waste Framework Directive, 2008/98/EC (Direttiva Rifiuti), che include anche la direttiva dui Rifiuti Pericolosi In ITALIA viene recepita nel 2010 dal D.Lgs 205, 3 Dicembre 2010, che modifica il D. Lgs 152/2006 Non esiste tuttavia una direttiva a livello europeo specificamente diretta alle plastiche ad uso agricolo

20 Rifiuti plastici Fine vita dei materiali plastici

22 Recupero dei Rifiuti plastici in agricoltura a fine vite Il problema Produzione rifiuti plastici da agricoltura circa 5 % del totale Produzione di rifiuto concentrata in aree ristrette e in particolari periodi dell anno Rifiuto plastico molto sporco (film pacciamatura, per insilaggio) con residui di suolo, vegetali, sassi, contaminato con residui di agrofarmaci Difficilmente riciclabile e per poche applicazioni di basso valore (basse proprietà meccaniche dei manufatti finali) Elevati costi economici legati al riciclo

23 Fonte:, 2008

24 Recupero dei Rifiuti plastici in agricoltura a fine vite COME VENGONO SMALTITI I RIFIUTI IN AGRICOLTURA? RIFIUTO PLASTICO AGRICOLO RIMOSSO/SMALTITO NON RIMOSSO/NON SMALTITO Bruciato in loco (in campo) Lasciato in campo (discarica abusiva; lavorato nel terreno) Incenerito per recupero energetico Recuperato e riciclato (le pacciamature in particolare sono spesso molto sporche e il loro riciclo ha costi elevati, gli erogatori, le legature non vengono normalmente recuperate) Discarica (hanno sempre meno spazio a disposizione)

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26 Plastiche biodegradabili in agricoltura Perché una pacciamatura biodegradabile? Non necessita rimozione e smaltimento alla fine dell uso: la pacciamatura biodegradabile deve essere incorporata nel terreno dove biodegrada = riduzione netta di rifiuti plastici a fine ciclo Riduzione di costi di lavorazione e manodopera (rimozione, smaltimento, trasporto) Riduzione di impatti sull ambiente quando la plastica tradizionale non viene adeguatamente rimossa e smaltita (es.: white pollution, gas tossici nell aria nel caso di combustione incontrollata in campo)

27 Residui di biodegradabile telo sugli organi di lavorazine della macchiana dopo lavorazione del telo nel terreno alla fine del ciclo colturale: 0,5-2,0% del peso iniziale del telo (EU Project Bioplastics, Università di Bari)

28 Residui in campo di telo biodegadabile alla fine della coltura: stimati nell ordine del 6% del peso iniziale del telo (EU Project Bioplastics, Univerity of Bari)

29 Stesura e trapianto del telo contemporaneamente (macchina pacciamatrice e trapiantatrice) o, ridurre al minimo il tempo che intercorre tra queste due operazioni, per sfruttare al massimo le caratteristiche meccaniche ottimali del telo.

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31 Un esempio di evoluzione della biodegradazione nel suolo Pacciamatura in LDPE a 15 µm Pacciamatura in Mater-Bi a15 µm Pacciamatura in Mater-Bi a12 µm 14 GIUGNO (15 gg STESURA) 28 LUGLIO (60 gg STESURA) 12 AGOSTO (75 gg STESURA) 22 SETTEMBRE (120 gg STESURA) 29 OTTOBRE (150 gg STESURA) 31

32 COLTURA PERIODO TECNICA AGRONOMICA AREA DURATA (MESI) Oricole varie (solanacee, cucurbitacee,) Primavera - estate Pieno campo/tunnel Italia, Grecia, Spagna, Germania, USA, Australia 3-8 Zucchino Primavera - estate Pieno campo Italia 3-5 Zucca Primavera - estate Pieno campo Italia, Germania 4 Lattuga Primavera - estate Pieno campo/tunnel Italia, Francia, Germania 2-3 Solanacee (pomodoro, peper., melanz.) Primavera - estate Pieno campo/tunnel Italia, Spagna, Francia, Australia, USA, Canada 4-6 Melone Primavera - estate In tunnel/p.tunnel Francia, Italia, Grecia 3-4 Melone, cocomero Primavera - estate Pieno campo Italia, Grecia 3-4 Barbatelle Primavera - estate Pieno campo Italia 6 Basilico, prezzemolo Primavera - estate Pieno campo Italia, Francia 4 Patata Primavera - estate Pieno campo Italia 4 Verza, cavolo Autunno - inverno Pieno campo Italia, Spagna, Germania 4-5 Cipolla, aglio Primavera - estate Pieno campo Italia, Francia 6-8 Cetriolini Primavera - estate Pieno campo/con tnt Germania 6 Mais Primavera - estate Pieno campo Italia, Canada 4 6 Pomodoro ind. Primavera - estate Pieno campo Italia, Spagna 5 Fragola Estate - primavera Pieno campo con p. tunnel/in tunnel Italia, Spagna, Belgio, Germania 6-12 Vite Da Primavera/Autunno Pieno campo Italia (Nord e Sud) 12 Piccoli frutti (lamponi, mirtilli) Autunno/primavera Pieno campo Italia (Nord e Sud) 6-12

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37 Pacciamature biodegradabili Un riassunto sui comportamento in campo I dati sperimentali hanno dimostrato l efficacia dei teli per pacciamatura in Mater-Bi nel controllare le malerbe durante il ciclo colturale con valori compatibili alle plastiche tradizionali I teli in Mater-Bi sono stati testati e vengono utilizzati su specie orticole diverse in differenti cicli colturali, sia in serra che in pieno campo. Presentano lo stesso livello di meccanizzazione delle plastiche tradizionali Produzioni sia quantitativamente che qualitativamente comparabili a quelle ottenibili con teli plastici tradizionali

38 Riduzione percentuale di gas climalteranti emessi Riduzione percentuale delle emissioni climalteranti del comparto pacciamatura in funzione della percentuale di sostituzione dei teli in LDPE con teli in MB 60% 55% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% percentuale di sostituzione del telo in LDPE con telo in MB smaltimento secondo la normativa bruciato in campo Obiettivi UE: Obiettivi Kyoto TARGET AMBIENTALI Obiettivi UE: - 20 % EMISSIONI GHG Obiettivi Kyoto: - 12 % EMISSIONI GHG

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43 Diffusori di feromoni su supporto biodegradabile per il disorientamento sessuale Diffusore in materiale biodegradabile Impregnazione granuli di Mater-Bi con feromone specifico Stampaggio ad iniezione in forma di ganci A fine coltura i ganci possono essere lasciati nel suolo

44 DISTA, Università Bologna e ISAGRO Ricerca Fonte: DISTA, G. Burgio, 2009

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48 Grazie per l attenzione! sara.guerrini@novamont.com