D. Lovarelli
APPLICATION AND ENHANCEMENT OF LIFE CYCLE ASSESSMENT AND WATER FOOTPRINT APPROACHES TO AGRICULTURAL MACHINERY AND CULTIVATION [Tesi di dottorato]
Università degli Studi di Milano, 2018-01-15

La sostenibilità ambientale delle produzioni agricole ha riscosso ampio interesse in tutto il mondo. Per la comunità scientifica, comprendere i sistemi produttivi agricoli nell’ottica dell’impatto ambientale, che consente di realizzare analisi con una prospettiva olistica, e quantificare i benefici ambientali derivanti dalla selezione di una serie di operazioni o un'altra, comporta la possibilità di identificare e suggerire l'introduzione di miglioramenti vantaggiosi per la società e le generazioni future. Questa Tesi di Dottorato è stata finalizzata a studiare come rendere adeguatamente affidabili gli inventari per le valutazioni di sostenibilità ambientale relativi ai sistemi produttivi agricoli in cui si utilizzano macchine agricole per le operazioni di campo. Per esse, le caratteristiche locali pedo-climatiche e organizzativo-produttive influenzano considerevolmente i dati di inventario e, di conseguenza, i risultati degli studi di sostenibilità ambientale, qui realizzati secondo la metodologia del Life Cycle Assessment (LCA). Nel dettaglio, utilizzando l’LCA, nella Tesi sono stati quantificati gli impatti ambientali delle operazioni agricole di campo per la preparazione del letto di semina (lavorazione del terreno primaria e secondaria) e per la distribuzione di fertilizzanti organici; ciò è stato fatto studiando l'uso di diverse macchine operatrici in diverse condizioni di lavoro. Di conseguenza, si è evidenziato quanto possono essere diversi i risultati di impatto ambientale relativi alla medesima operazione, ma ottenuti utilizzando dati di inventario riguardanti condizioni di lavoro “medie” che vengono adottati acriticamente. Ciò è necessario per rendere consapevoli i decisori politici e tutte le parti interessate dell'importanza di evitare semplificazioni eccessive e informazioni generiche. Le diverse operazioni che sono state studiate, rappresentative per il contesto produttivo della Pianura Padana, sono state analizzate con ENVIAM (ENVironmental Inventory of Agricultural Machinery operations). ENVIAM è un foglio di calcolo sviluppato per quantificare i dati di inventario delle operazioni agricole considerando le variabili di tipo meccanico di trattori e macchine operatrici, le scelte sulla tipologia di accoppiamento tra gli stessi, la ripartizione dei tempi di lavoro e le variabili pedo-climatiche locali. I risultati ottenuti dalla relativa valutazione di impatto ambientale hanno mostrato delle differenze non trascurabili. Pertanto, risulta evidente come la scelta delle macchine (trattori e macchine operatrici) influenzi profondamente la sostenibilità ambientale delle produzioni agricole, principalmente in termini di consumo di combustibile, olio lubrificante e materiali, nonché delle emissioni dei gas di scarico del motore e delle sostanze nutritive rilasciate in aria, suolo e acqua. Tra questi, l'attenzione è stata rivolta ai combustibili e ai gas di scarico del motore e, per approfondire la conoscenza sul sistema e migliorare l’affidabilità dello strumento di calcolo di inventario, sono state eseguite delle prove su molteplici operazioni di campo utilizzando un trattore equipaggiato con GPS, CAN-bus, software di registrazione dei dati Dewesoft® e analizzatore di emissioni Testo®. Ciò ha consentito di raccogliere dati durante le operazioni in campo ed elaborarli per ciascuno degli stati di lavoro identificati (lavoro effettivo, svolte in capezzagna, tempi di stop e trasporto). Inoltre, nella Tesi di Dottorato è stata eseguita un'analisi sull'indicatore Water Footprint (WF) poiché la risorsa idrica è fondamentale per le produzioni agricole e per le problematiche di sostenibilità ambientale. Analizzando la letteratura sono emerse delle critiche metodologiche sull'approccio di calcolo adottato per il WF, principalmente in relazione alla quantificazione di WFblue e WFgrey. Pertanto, sono stati suggeriti alcuni miglioramenti, tra cui l’introduzione del Pollution Water Indicator (PWI) che permette di valutare qualitativamente il WFgrey con il supporto delle categorie di impatto caratteristiche dell’LCA che si riferiscono all’impatto sulla risorsa idrica. I risultati ottenuti dall'analisi delle operazioni di campo e dalla valutazione sui dati per la compilazione degli inventari hanno permesso di identificare le combinazioni alternative di trattori e macchine operatrici che hanno un impatto ambientale più contenuto rispetto ad altri. Inoltre, sono state identificate le condizioni di lavoro che dovrebbero essere adottate positivamente quando si lavora con il trattore utilizzato durante le prove di campo e le misure in campo hanno anche permesso di avere dati affidabili per quantificare l'impatto ambientale delle operazioni analizzate. Infine, per quanto riguarda lo studio del WF, i risultati ottenuti dall'introduzione del PWI hanno permesso di valutare l'inquinamento della risorsa idrica nelle produzioni agricole senza omettere importanti inquinanti. In conclusione, i risultati di questa Tesi di Dottorato possono essere adottati per avere una metodologia di analisi dei sistemi produttivi che consenta di valutare la variabilità locale e di raggiungere una maggiore affidabilità nei risultati e, inoltre, per aiutare i decisori politici a introdurre politiche e sistemi di incentivazione adeguati a supportare la sostenibilità ambientale dei sistemi agro-alimentari.

diritti: info:eu-repo/semantics/openAccess
In relazione con info:eu-repo/semantics/altIdentifier/hdl/2434/533776
FIALA, MARCO
tutor: M. Fiala; coordinatore: D. Bassi
BASSI, DANIELE
Settore AGR/09 - - Meccanica Agraria


Tesi di dottorato. | Lingua: Inglese. | Paese: | BID: TD18002919