Nell'ambito della nostra attività di ricerca nel campo degli impianti micro-biogas è nato il progetto COMEF (COmpost, MEtano, Funghi), svolto in collaborazione con il Dipartimento per la Innovazione nei Sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (DIBAF) dell’Università degli studi della Tuscia e con l'azienda agricola biologica Trebotti. L'obiettivo del progetto è stato quello di realizzare e sperimentare sul campo un impianto multifunzionale di fermentazione del compost, produzione energetica e coltivazione di funghi.

In particolare l’impianto realizzato è costituito da un micro digestore anaerobico di tipo batch nel quale sono introdotti i substrati di scarto dell’azienda agricola (legname da potature, letame di origine animale, ecc. . . prima dell'intervento destinati alla sola produzione di compost) e altre sostanze organiche residuali reperibili a km 0 (pollina, fondi del caffè, ecc. . . ), con l’obiettivo di ridurre ulteriormente l’impatto ambientale dell’azienda stessa.

L’elemento innovativo del progetto COMEF è la possibilità di poter utilizzare all’interno del microimpianto multifunzionale un mix di biomasse di seconda e terza generazione (derivanti cioè da scarti agricoli), le quali da rifiuto diventano risorsa utile per l’ottenimento delle seguenti finalità:

Nel contesto aziendale, il progetto è inteso come un’ulteriore razionalizzazione del processo di compostaggio delle biomasse di seconda generazione già avviato all’aperto con il precedente progetto VINI3S, il quale ha evidenziato che l’utilizzo degli scarti da biomasse agricole (vinacce, raspi, potature, etc. . . ) per la produzione di compost rappresenta una buona pratica agricola a fini ambientali. Tuttavia il processo di fermentazione libera del compost ha come effetto secondario la produzione di gas serra (metano) che impatta sull’LCA (Life Cycle Assessment) aziendale, aumentando il bilancio delle emissioni (carbon footprint).

Obiettivo del progetto COMEF è quindi quello di ridurre ulteriormente l’impatto ambientale dell’azienda agricola Trebotti ottimizzando il processo di compostaggio attraverso un microimpianto in grado di recuperare e riutilizzare a fini energetici il metano prodotto dalla fermentazione naturale del compost (che invece, se lasciato libero in atmosfera, costituirebbe un’emissione netta di gas climalterante).

Nel medio periodo si provvederà ad accumulare il metano prodotto durante la fase di digestione anaerobica in un gasometro esterno per utilizzarlo successivamente, previa adeguata filtrazione, per fini energetici. Ad esempio per il riscaldamento di parte dei locali di pertinenza dell’azienda agricola ed eventualmente, attraverso una macchina ad assorbimento, per la produzionedi freddo da utilizzare nel processo di vinificazione.

Al momento non esistono microimpianti tali da poter soddisfare le esigenze di piccola scala delle piccole-medie imprese italiane, utilizzando a ciclo chiuso le biomasse aziendali. Inoltre gli attuali impianti di produzione di biogas da fermentazione utilizzano in larga scala biomasse di prima generazione (colture coltivate ad hoc per il solo fine energetico) e raramente biomasse di seconda e terza generazione, derivanti da scarti vegetali dei processi dell’agroindustria che attualmente costituiscono un rifiuto ma che invece se riutilizzate a fini energetici costituiscono addirittura una nuova risorsa. Il progetto è stato dunque un'occasione per innovare l’attuale stato dell’arte, sperimentando la digestione anaerobica in scala ridotta (micro-biogaas) rispetto alle soluzioni attualmente presenti nel mercato, consentendo in prospettiva l’accesso a questa tecnologia anche ad aziende medio-piccole.

A oggi, infatti, la taglia più piccola di impianti biogas commerciali è almeno 20 volte superiore alle necessità e alle disponibilità di biomasse dell’azienda agricola Trebotti. Per garantire il corretto funzionamento del microimpianto proposto è necessario stravolgere la logica di funzionamento degli impianti biogas tradizionali adottando un digestore di tipo batch, il quale consente di operare senza problemi con i diversi substrati prodotti in base alla stagione. L’impianto proposto recupera quindi completamente il metano emesso durante la fase di degradazione biologica dei substrati, evitandone l’emissione in atmosfera e utilizzandolo per integrare i consumi termici aziendali. In questo contesto la digestione anaerobica si presenta come una valida alternativa rispetto ai tradizionali impianti di trattamento (compostaggio compreso), evitando il rilascio in atmosfera di gas inquinanti ad alto effetto serra (CH4 , N2O, ecc. . . ). La combustione del biogas prodotto non comporta infatti problemi legati all’emissione di gas serra, immettendo nell’atmosfera lo stesso quantitativo di CO2 in ingresso al ciclo: l’impianto oggetto della presente progettazione è da classificare quindi come carbon neutral e alimentato con risorse rinnovabili.

Inoltre ulteriore innovazione dello stato dell’arte è stata la sperimentazione della coltivazione di funghi eduli su fondi di caffè. Una volta esaurito il potenziale metanigeno della materia organica in ingresso, il digestore progettato da EquiWatt può operare in assetto aerobico, il substrato organico viene arricchito da pollina e fondi di caffè e può ospitare una coltivazione di funghi eduli. L’equipaggiamento tecnologico dell’impianto consente in questa fase di controllare i parametri operativi che ottimizzano la produzione di funghi (temperatura e umidità). Lo stato dell’arte della letteratura scientifica mostra che i fondi di caffè rappresentano un substrato (attualmente di scarto) facilmente riutilizzabile per la coltivazione dei funghi: tale substrato è infatti già sterilizzato (asettico) poiché raggiunge temperature elevate (con acqua > 100°C) durante il suo processo di utilizzo nei bar/ristoranti per la produzione del caffè in tazza. Inoltre tale substrato è ancora ricco di sali minerali e caffeina, sostanza altamente eccitante in grado di accelerare in maniera naturale la crescita dei funghi.

Infine il progetto COMEF è stata l'occasione per innovare lo stato dell’arte da un punto di vista sperimentale anche per la parte del progetto riguardante l’utilizzazione sui suoli agricoli di un compost di fine ciclo ricavato utilizzando vinacce biologiche ed altri scarti vegetali aziendali, a scopo pacciamante, ammendante ed antierosivo, definendo la migliore epoca e modalità di spargimento per una migliore gestione del suolo.