pone, in quanto per almeno seimesi l'anno la temperatura
esterna è al di sotto dei valoriminimi per la fattibilità
della maggior parte delle colture orticole e floricole protette,
invece per un agricoltore di Vittoria o Almeria la scelta non
è così scontata.
Tranne che per l'attività vivaistica e per la coltivazione di fiori
recisi o piante da foglia pregiate e termicamente esigenti, fino
a un decennio fa le serre riscaldate per la coltura di ortaggi
anticipati, posticipati o fuori stagione praticamente non esistevano
nel bacino del Mediterraneo.
Sembrava addirittura sconveniente anche solo sollevare la
questione. Oggi le serre tecnologiche e riscaldate non sono
più una rarità in Spagna o nel Sud Italia, ma continuano a
rimanere comunque in netta minoranza rispetto alle serre
passive, ovvero non riscaldate e spesso anche sprovviste di
finestrature per la ventilazione di colmo.
Il problema della produzione disomogenea
Più che dai serricoltori, la decisione di coltivare ortaggi riscaldati,
soprattutto pomodoro a grappolo, è stata presa dai loro
clienti, ovvero dai buyers della gdo, sempre più esigenti in
fatto di costanza di qualità e ritmi di fornitura.
La serra fredda, infatti, se da un lato richiede investimenti molto più contenuti di una tecnologica, dall'altro non è in
grado però di garantire volumi e qualità omogenei durante i
cicli invernali, soprattutto nel periodo più freddo di gennaio e
febbraio.
La radiazione solare minima, nella media delle annate, sarebbe
quasi sempre sufficiente per un ciclo invernale di pomodoro
a Vittoria o Almeria, ovvero superiore a ca. 800-900 Joules/
cm2/giorno, ma abbassamenti rapidi e profondi della temperatura,
al di sotto di +7 °C, anche solo per una settimana,
accadono più o meno ogni anno.
Tranne che in inverni particolarmente gelidi, che di solito si
avvicendano ogni 7-10 anni, in cui la temperatura scende
attorno o sotto 0 °C, danneggiando le piante inmodo irreversibile,
nella maggior parte dei casi le minime non arrivano a
stroncare le colture. Praticamente tutti gli anni, tuttavia, ne limitano fortemente la funzionalità:
la produzione crolla o
si blocca del tutto per 2-3
settimane e la qualità scade
pure fortemente: colorazione
insufficiente dei frutti, spaccature,
rammollimenti, attacchi
di botrite o peronospora
sono purtroppo la norma.
Per i piccoli agricoltori, che
hanno come referente solo il
mercato locale all'ingrosso,
tranne la perdita di produzione,
non si tratta di un grandissimo
problema. Lo è invecemolto
di più per le aziende
medio-grosse che riforniscono
la gdo nazionale o, peggio
ancora, del Nord Europa.
Crollano i volumi e la qualità, infatti, proprio nel momento di
massima domanda di prodotti mediterranei e, in genere, di
massimo prezzo. Per chi ha contratti rigidi di fornitura con
clienti molto esigenti, quali il mercato inglese, vuole dire una
forte perdita di credibilità, ma può scattare anche la penale.
Investire in tecnologia conviene
Alcuni agricoltori di una certa dimensione, invece che pensare
a rendere più intensive le proprie coltivazioni, ovvero passare
a serre di alto volume, riscaldate e magari anche dotate
di sistemi fuori suolo, hanno
optato per soluzioni estensive,
aumentando la superficie
di serre fredde e operando
trapianti sovrapposti.
La soluzione risolve in parte il
problema dei volumi, ma non
della qualità, in quanto temperature
notturne inferiori a
+10 °C la fanno comunque
sempre scadere al di sotto
degli standard nordeuropei.
Si tratta di una soluzione che,
in inverni non particolarmente
freddi, sembra funzionare abbastanza
bene e sicuramente
vi sono ancoramoltimargini di
miglioramento per queste serre
passive: nuovi materiali di
copertura più termici, schermi in alluminio per ridurre le dispersioni
notturne, varietà più resistenti alle basse temperature, ecc.
Da un lato serre passive “migliorate”, dunque, abbastanza
valide, dall'altra serre tecnologiche di alto volume e riscaldate
con impianti ad acqua calda, sicuramente più efficienti, ma
dai costi d'investimento elevati, che possono essere messe in
crisi da annate con bassi prezzi di mercato. Nella media di un
quinquennio, tuttavia, sempre che si abbia come referente la
gdo del Nord Italia o del Nord Europa, sono sempre in grado
di garantire una buona redditività.
Quella che invece non sembra più tanto funzionare è la via di
mezzo, ovvero serre di medio-basso volume e riscaldate con
sistemi ad aria di emergenza. Possono evitare i dannimaggiori
in caso di forti gelate, ma non sono in grado di migliorare più
di tanto rese e qualità media.
L'Italia è forse il Paese più “metanizzato” d'Europa, il gas arriva
ovunque, tranne che nelle zone a maggior concentrazione
serricola. Questi impianti ad aria bruciano quindi gasolio che,
con i prezzi attuali alle stelle, li ha fatti finire fuori mercato.
Serre tecnologiche con impianti di riscaldamento centralizzati
e distribuzione ad acqua calda, che possono usare il metano
come combustibile, al contrario, hanno efficienza molto maggiore,
ovvero garantiscono sempre e comunque rese e qualità,
in più hanno anche costi di esercizio più ridotti.
Il bruciatore per serre ametano
La colonna portante di una centrale termica a gas è innanzitutto
una caldaia di elevata capacità, ovvero in grado di
riscaldare contemporaneamente e in poco tempo una grande
massa d'acqua. Ciò è molto importante soprattutto all'alba,
quando la serra domanda una grande quantità di energia in
poco tempo (30-60 minuti), al fine di passare dalla temperatura
notturna a quella diurna, ma soprattutto di de-umidificare
rapidamente l'aria della serra. Senza un adeguato buffer la
caldaia rischia di raffreddarsi e quindi di perdere efficienza. Il
risultato può essere il blocco della stessa o la formazione di
condensa sulle piante.
Per uguali motivi sono importanti anche le caratteristiche del
bruciatore, il quale dovrebbe essere di tipo “modulante”,
ovvero in grado di variare in modo continuo da 0 al 100% di
capacità la propria potenza. I bruciatori a 3 stadi (o tre fuochi)
sono più economici e più diffusi,ma non sono consigliabili per
serre tecnologiche. La modularità continua, inoltre, consente
di far girare il bruciatore a potenza costante, così da accrescerne
ulteriormente l'efficienza.
Altra importante specificità di un bruciatore per serre di grande
potenza (5-10 MW o più) dovrebbe essere la “ridondanza”
degli apparati di regolazione e controllo, in modo da evitare
che rotture accidentali di qualche componente lo possano
fermare, soprattutto in periodi di temperature esterne molto
rigide. Un bruciatore per uso civile o industriale può permettersi
il lusso di fermarsi, non uno per serre, quindi il fornitore va
scelto con molta cura.
Il condensatore
Il terzo componente fondamentale di un impianto centralizzato
a metano è il condensatore, inserito nella caldaia dalla
parte opposta al bruciatore. I fumi di combustione lo attraversano
a ca. 180-200 °C e scambiano il loro calore (“calore
latente al camino”) con l'acqua “fredda” di ritorno dalla serra,
dove ha ceduto energia termica alle colture (il ritorno avviene
in genere a 30-40°C, mentre la “mandata” è a ca. 40-60 °C). I
fumi scendono a ca. 55-60 °C, temperatura alla quale il vapore
che contengono si condensa in acqua che viene allontanata
semplicemente per gravità.
In questo modo si recupera CO2 quasi pura dai fumi la quale,
se vi è domanda dalla serra, ovvero se la concentrazione
ambientale scende sotto il set point impostato, viene pompata da un grosso ventilatore in
una rete di tubazioni in PVC e
PE di diametro decrescente,
fino alle manichette che corrono
lungo ciascuna linea di
coltura.
Modularità del bruciatore e
condensazione dei fumi, ovvero
recupero del calore latente
al camino (ca. 17-18%
dell'energia termica sprigionata
dal metano), portano
l'efficienza del sistema fino al 97-98%, quindi ben al di sopra
di un sistema a gasolio senza condensazione (efficienza ca.
80%). Se a questo aggiungiamo che il costo del metano per
unità di energia termica prodotta è oggi pure inferiore a quello
del gasolio, va da sé che il riscaldamento a metano e acqua
calda è sicuramente la soluzione più efficiente e anche più
conveniente.
Cogenerazione ed energia geotermica
Ancora più efficiente e conveniente è, tuttavia, il riscaldamento
delle serre tramite impianti di cogenerazione. Il sistema si è
talmente diffuso in modo capillare in tutte le serre tecnologiche
olandesi, negli ultimi 8-10 anni, che oggi nessun agricoltore
potrebbe presentarsi più in banca a chiedere un finanziamento
per una nuova serra, senza questa soluzione impiantistica:
il business plan non verrebbe neanche letto e sarebbe
cestinato immediatamente.
Invece che in una caldaia, il metano viene bruciato in un
motore endotermico, accoppiato a un alternatore, per produrre
energia elettrica, la quale viene venduta in rete, e avvolto
da un sistema di recupero del calore, che viene usato per
scaldare la serra, oltre a un catalizzatore a urea che abbatte
gli ossidi di azoto (NOx) e recupera la CO2.
Con la vendita in rete dell'energia elettrica, circa metà dell'energia
totale sprigionata dal metano, si pagano il combustibile,
l'ammortamento dell'impianto in 7-10 anni e la (costosa)
manutenzione del motore. L'altra metà dell'energia è calore,
che viene impiegato per riscaldare la serra e che, quindi, è
(quasi) gratuito, oltre ovviamente al recupero della CO2, che
può aumentare le rese produttive fino al 40%, rispetto a una
serra priva di arricchimento carbonico (Fig. 1).
Ancora più interessante sarebbe l'uso dell'energia geotermica,
di cui il nostro Paese è tanto ricco, quanto è scarso
l'interesse per il suo uso su scala di massa per il riscaldamento
delle serre.
Su questa strada, invece, si è incamminata con decisione da
alcuni anni la Turchia, che pure dispone di ampie risorse
geotermiche come noi: negli ultimi 5 anni sono stati realizzati
grossi complessi di serre tecnologiche da 5-10 ha, per un
totale di 30-50 ha l'anno, soprattutto per la coltivazione fuori
suolo del pomodoro da mensa per l'export verso la Russia.
Anche nel geotermico l'Olanda ha stupito molti ultimamente,
soprattutto chi pensava che tale fonte rinnovabile fosse appannaggio
delle sole aree sismiche mediterranee. È già operativa,
infatti, una serra di pomodoro riscaldata da acqua a 70
°C, scambiata con un pozzo a circa 3mila m di profondità. È
un grosso investimento, ma si è già calcolato che il risparmio
energetico lo può ripagare in 7-8 anni. Oggi l'energia elettrica
per prelevare e ri-pompare nel pozzo l'acqua calda è prodotta
da un impianto di cogenerazione, ma in futuro sarà di origine eolica, quindi si avrà un sistema a energia totalmente
rinnovabile.
Il successo dell'iniziativa ha già prodotto quest'anno circa 50
domande di contributi in conto capitale al governo, da parte
di serricoltori che intendono incamminarsi verso questa radicale
soluzione al problema dei costi di riscaldamento.
Ancora più esteso dell'uso della geotermia ad alta temperatura,
per il riscaldamento delle serre, potrebbe essere lo sfruttamento
del calore latente del suolo (scendendo in profondità la
temperatura aumenta naturalmente di 30 °C/km) tramite pompe
di calore a sonda geotermica (geotermia a bassa temperatura).
Un interessante test è in corso, ad esempio, in Liguria.
Gestione computerizzata del clima
Disporre di un sistema di riscaldamento efficiente (caldaie a
condensazione, distribuzione del calore ad acqua calda, recupero
della CO2, o meglio ancora di fonti energetiche rinnovabili)
è solo il primo passo per garantire la redditività di una
serra tecnologica.
È indispensabile disporre anche di personale qualificato e di
sistemi di gestione computerizzati, in grado di ottimizzare il
micro-clima della serra a ogni ora del giorno e della notte.
Il fabbisogno termico delle
colture, infatti, deve essere
strettamente proporzionale
sia al momento della giornata,
ovvero all'intensità luminosa
disponibile (di giorno) o alla
“somma luce” cumulata nel
ciclo precedente di fotosintesi
(di notte), sia allo stadio fenologico
della coltura, ovvero
al suo equilibrio vegetativo e
riproduttivo (Fig. 2).
La preparazione di un buon
tecnico, sia nell'interpretare i
dati di crescita delle piante,
sia nell'impostare i set point
ottimali a ogni fase del giorno
o della crescita, possono valere
tranquillamente un incremento
di produttività, a
parità di tutti gli altri fattori,
fino al 15-20%. La conclusione
è sempre la solita: la tecnologia
è nulla senza un
buon pilota!
* L'autore è del Ceres srl,
Società di consulenza
in Agricoltura
Allegati
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