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Loliva di arnasco




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LOLIVA DI ARNASCO



1. Diffusione dellolivo

Lolivo una pianta endemica del bacino del Mediterraneo, la cui esistenza risale al XII millennio a.C., come documentato dai fossili della pianta ritrovati in Italia, in Africa Settentrionale e in Spagna. Il suo centro di origine ritenuto essere la zona compresa tra la Palestina, la Mesopotamia ed il Caucaso meridionale. Lipotesi pi accreditata individua, oltre a tale zona, anche un centro di diversit secondario nellarea del Mar Egeo ed uno terziario, (cronologicamente successivo ed influenzato da forme selvatiche locali) nel Nord Africa, in Spagna e in Italia.

Le forme coltivate dellolivo (Olea europea L. subsp. sativa) sono derivate dalloleastro (Olea europea L. subsp. oleaster), circa seimila anni fa. Lolivicoltura era gi praticata dai Babilonesi, dai Fenici e dagli Egizi, ma la sua diffusione avvenuta principalmente grazie al contributo dei Greci e dei Romani, che a partire dal 3000-4000 a.C. diffusero lolivo in tutti i territori affacciati sul Mediterraneo, dove la pianta presente in terreni di pianura ed in quelli collinari e pedemontani (Lombardo, 2003). Attualmente, il 94% delle superfici olivetate mondiali ubicata nei paesi che si affacciano sul Mar Mediterraneo; la restante parte concentrata in California, nel centro del Cile e dell'Argentina, nella provincia del Capo in Sud Africa e in Australia, tutti paesi conosciuti come aree a clima mediterraneo, caratterizzate cio da clima subtropicale con estati asciutte (Kppen 1936). Solo lo 0,5% dell'area occupata da uliveti fuori dalle zone a clima mediterraneo (Grigg, 2001).

La produzione di olio si concentra, comunque, per il 90% nei primi paesi in cui lolivo si diffuso: Spagna, Italia, Grecia, Turchia, Marocco, Algeria, Libia, Siria e Libano (Lombardo, 2003). Solo recentemente paesi come Argentina, Australia e Sud Africa si sono affacciati su questo mercato con la coltivazione intensiva dell'olivo (Roig et al., 2006).



Egitto Algeria Portogallo


Altri


Tunisia 3% 2% 2% 5%

4%

Marocco

4% Siria

5%


Spagna

41%



Turchia

7%


Grecia

10%


Italia

17%


Figura 9: Principali paesi produttori di olive (Dati FAOSTAT, 2009)

Tra i paesi produttori di olive, lItalia ha circa 600 cultivar, che rappresentano la met del germoplasma di olivo mondiale conosciuto (Bartolini et al., 1998); si ipotizza che questo numero sia pi alto, ma ad oggi non abbiamo dati relativi alle variet locali minori (Cantini et al., 1999). Infatti, nel nostro paese, lolivicoltura pressoch ubiquitaria: ben diciotto regioni su venti sono interessate dalla coltivazione e solo in Val dAosta e nel Piemonte si ha una presenza sporadica senza una vera e propria olivicoltura, anche se gli ultimi anni hanno visto la nascita di alcune aziende olivicole proprio in queste zone (Gaia, 2006). L'85% della produzione concentrata nel sud dItalia, dove la Puglia rappresenta la regione pi significativa in termini di superfici, di produzioni e di valorizzazione del prodotto finale, con oli di eccellenza che riescono a conquistare spazi sia sulla scena nazionale che internazionale. Tra le regioni del centro Italia, le maggiori superfici e produzioni sono da ascrivere alla Toscana, regione dalla forte tradizione olivicola ed olearia, mentre nel settentrione, a fronte anche di un clima pi rigido, l'olivicoltura diminuisce d'importanza, con l'unica eccezione della Liguria.

In questa regione la coltivazione dell'olivo si sviluppa in maniera pressoch ininterrotta, da levante a ponente, e presenta caratteristiche peculiari, dovute all'ambiente molto vario: si diffonde dalla costa, caratterizzata da un clima temperato-caldo, fino alle aree pi interne, dove l'olivicoltura praticata anche a 600 m sul livello del mare (Fontanazza, 1993). Quest'enorme variabilit climatica ha favorito la selezione di un alto numero di genotipi, ben adattati alle condizioni locali, che producono un olio di oliva tipico, certificato dalla Denominazione di Origine Protetta (DOP) (Bracci et al., 2009).

Figura 10: Diffusione delle cultivar di olivo nelle province della Ligur ia (Bracci et al., 2009)

2. Caratteristiche

Le cultivar di Olea europea sativa sono specie sempreverdi, le cui dimensioni sono variabili in funzione di clima, condizioni di coltura e ambiente; il frutto una drupa il cui peso a maturazione fisiologica varia dai 1,5 g ai 4,5 g e presenta tre regioni anatomiche distinte: lepicarpo, che costituisce la buccia, il mesocarpo, che costituisce il 70-80% del peso totale e dal quale si estrae una elevata quantit di olio, e lendocarpo, di consistenza legnosa e contenente il seme. Mediamente ogni oliva composta dal 40-50% di acqua, il 15-36% di olio, il 5-8% di fibra e l'1-2% di proteine. La maturazione delle olive avviene in ottobre nelle qualit precoci e si inoltra fino a dicembre e gennaio in quelle tardive, ed associata a trasformazioni chimiche e sintesi biologiche quali la scomparsa delle clorofille e sintesi di antociani, di acidi grassi e trigliceridi. Questi vengono accumulati nei vacuoli sotto forma di olio, che rappresenta dal 12 al 25% in peso della drupa. Con la maturazione, incrementa anche lattivit enzimatica di lipasi e fenolossidasi, rilasciate dai vacuoli per azione di enzimi pectolitici che ne degradano la parete. Pertanto, la maturazione eccessiva delle olive compromette la qualit dellolio estratto (Frega et al., 1991).

Nella regione Liguria, le variet di olivo predominanti sono la Taggiasca e la Pignola, come mostrato in Figura 10.

La Taggiasca, conosciuta anche come Lavagnina, da Lavagna, ritenuto luogo originario di diffusione, da sola rappresenta lolivicoltura della provincia di Imperia, ma comune anche nelle province di Genova e Savona. La pianta, infatti, si adattata bene sia nel territorio pi prossimo al mare che in alta collina. Questa cultivar caratterizzata da notevoli dimensioni e dalla chioma molto ramificata, mentre la rizogenesi piuttosto bassa. parzialmente autofertile, presenta una produttivit elevata e costante, ma risente molto delle condizioni pedoclimatiche e colturali; soffre sia il freddo che la siccit prolungata. Le drupe, di pezzatura media, maturano tardivamente, ma si prestano ad una facile estrazione e forniscono un olio particolarmente pregiato, che caratterizza la produzione ligure. La loro resa teorica si aggira intorno al 26%.

La variet Pignola diffusa in tutta la regione, prevalentemente nelle province di Genova e di Savona, in particolare nelle zone intorno al paese di Arnasco, da cui deriva il sinonimo Arnasca. La pianta presenta uno sviluppo piuttosto contenuto: la chioma ha rami raccolti, ad andamento disordinato ed il frutto piccolo e matura tardivamente. La produttivit di questa cultivar buona e costante, anche in condizioni di scarse cure colturali, e la resa pu raggiungere il

25%. Lolio prodotto di buona qualit ed ha caratteristiche organolettiche che lo distinguono rispetto ad altri oli, quali il retrogusto che ricorda chiaramente il pinolo e la presenza di un leggero amarognolo, oltre ad una intensit di fruttato maggiore rispetto ad altre variet della zona.

Per promuovere lolivicoltura di queste variet, tipiche della zona di Arnasco, nel 1984 nata la Cooperativa Olivicola di Arnasco. Tale cooperativa conta 190 soci che coltivano 170 ha di oliveto, costituito da ulivi di variet Pignola e Taggiasca. Dalle olive raccolte viene prodotto olio extra vergine doliva di alta qualit, a cui associato un sistema di tracciabilit di filiera certificato dallente Bioagricert. Tale sistema comprende tutte le fasi colturali: dalla coltivazione degli oliveti da parte dei soci, sino al confezionamento dellolio destinato al consumatore.

3. La produzione di olio

Lolio presente nelle drupe dellOlea europea L. si accumula principalmente nei vacuoli delle cellule del mesocarpo e per estrarlo sono necessarie una serie di operazioni: il lavaggio delle olive, la frangitura, la gramolatura e lestrazione in s, che costituisce la base dellintero processo. Per una resa cospicua, tutte queste operazioni devono essere ottimizzate, in modo da impedire che parte dellolio rimanga emulsionato con lacqua di vegetazione o con la sansa, che sono i principali scarti di questo processo produttivo.

Lavaggio

Il lavaggio delle olive prevede sia la defogliazione per aspirazione che il lavaggio in s allinterno di vasche a circolazione forzata dacqua, in modo da rimuovere le foglie e le impurit che possono esservi.



Frangitura

La frangitura, o molitura, consiste in una macinatura grossolana delle olive, allo scopo di rompere i vacuoli e fare fuoriuscire lolio. Ai fini della qualit del prodotto, molto importante evitare che lattrito generi un eccesso di calore.

La frangitura pu essere effettuata nel frantoio a rulli, o molazze, costituito da una vasca contenente delle molazze verticali di forma cilindrica che schiacciano le olive, e da alcune pale poste sul fondo della vasca che mescolano la pasta prodotta. Questo metodo il pi antico e limita le sollecitazioni meccaniche, la formazione di emulsioni, linquinamento da metalli e favorisce la successiva operazione di gramolatura grazie alla maggiore dimensione delle goccioline di olio che si formano. Tale metodo utilizzato nella lavorazione delle olive della Cooperativa Olivicola di Arnasco.

Il metodo alternativo utilizza il frangitore metallico, costituito da un organo rotante che determina lo schiacciamento delle olive contro una superficie fissa forata dalla quale fuoriesce la fase liquida da destinarsi a centrifugazione.


Gramolatura

La fase di gramolatura consente la rottura delle emulsioni tra olio ed acqua, tramite il movimento lento e continuo di pale in acciaio inossidabile che mescolano limpasto. In questo modo, la coalescenza dei globuli di grasso diviene pi semplice, dando luogo ad uninversione di fase: da grasso disperso in acqua si passa ad acqua dispersa in olio. La separazione influenzata dalla dimensione delle particelle di nocciolo, dalla coalescenza delle gocce dolio, dalla viscosit, dal tempo e dalla temperatura; questultima tenuta pi alta rispetto alle fasi precedenti, per favorire la fluidificazione del materiale, senza per superare i 30-

32C per evitare lidrolisi degli acidi grassi. La gramolatura delle olive della Cooperativa Olivicola di Arnasco non supera i 25C ed avviene per un massimo di 30 minuti.

Al termine della gramolatura le dimensioni delle gocce dolio risultano notevolmente aumentate rispetto a quanto si riscontra dopo la frangitura e si pu quindi procedere con la separazione dellolio dalla pasta.

Estrazione

Lestrazione dellolio dalla pasta di oliva pu avvenire in due modi: quello tradizionale per pressatura e quello per centrifugazione. Esiste anche una terza modalit, lestrazione per percolamento, ma molto meno utilizzata.

Lestrazione di olio per pressatura rappresenta il metodo tradizionale. Essa avviene tramite dei dischi pressanti che esercitano una pressione sulla pasta di olive facendo fuoriuscire una miscela di olio e acqua. Si ottengono quindi due prodotti: una frazione solida, chiamata sansa vergine, ed un mosto oleoso, che viene trasferito in un serbatoio e tenuto a riposo, in modo tale da poter separare lolio di oliva dallacqua di vegetazione per decantazione. Sebbene questo metodo sia relativamente obsoleto, ancora utilizzato da alcuni produttori, soprattutto in Portogallo, Italia, Croazia e a Malta, come mostrato in Cooperativa Olivicola di Arnasco si utilizza questo metodo di estrazione dellolio, con una produzione media di 500 q.li di olio annui.

L'estrazione per pressatura presenta diversi vantaggi, quali una buona qualit dell'olio estratto, bassi costi d'impianto e di esercizio, esaurimento spinto della sansa, poco utilizzo d'acqua e poca produzione di acque di vegetazione. Per contro, questo un processo lento, discontinuo, che richiede molta manodopera e costante manutenzione (TDC Olive Project, 2005).


100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%


Centrifuga a 2 fasi Centrifuga a 3 fasi A pressione


Figura 11: Tecnologie di estrazione dellolio dalle olive, utilizzate nei frantoi europei (IMPEL,

2003)

Lestrazione per centrifugazione, invece, un metodo continuo che sfrutta la differenza di peso specifico tra olio e fase acquosa. Necessita di elevati costi di impianto, ma richiede meno manodopera, e garantisce una resa costante, a discapito della qualit dellolio prodotto, che risulta piuttosto mediocre (Borja et al., 2006). Si possono distinguere sistemi a due e a tre fasi, a seconda che la centrifugazione separi in due o tre parti la pasta doliva. I processi sono mostrati in Figura 12.

Il processo a tre fasi, risalente agli anni 70-80, il pi diffuso nelle aree a produzione intensiva: le olive triturate, a cui viene addizionata acqua, sono convogliate ad una centrifuga orizzontale che separa la sansa dal mosto oleoso; questultimo poi trasferito ad una centrifuga verticale, dove lolio viene separato dallacqua di vegetazione. La sansa di olive pu essere ulteriormente processata, al fine di ottenere olio di sansa e sansa esausta.


Il maggiore svantaggio di questo sistema la notevole quantit di acqua necessaria per fluidificare la pasta di olive che, altrimenti, risulterebbe troppo densa per una corretta centrifugazione. Lacqua diviene la maggiore fonte di rifiuto liquido: da 1000 kg di olive si ottengono 500 kg di frazione solida (con un contenuto di acqua di circa il 50%) e circa 1200 kg di acqua di vegetazione (TDC Olive Project, 2005). Questa tecnologia ampiamente utilizzata nelle aree a produzione intensiva, quali Cipro, Grecia e Malta, mentre stata completamente sostituita dal sistema di centrifugazione a due fasi in Spagna (Figura 11).

Figura 12: Schema di flusso di tre differenti sistemi di produzione di olio di oliva: a) processo tradizionale di estrazione per pressatura; b) processo di estrazione per centrifugazione a tre fasi; c) processo di estrazione per centrifugazione a due fasi (TDC Olive Project, 2005)

Il sistema di centrifugazione a due fasi un processo di estrazione dellolio dalle olive apparso sul mercato nei primi anni 90. E simile al precedente, ma lacqua utilizzata nella prima centrifuga per fluidificare la pasta di olive riciclata dallacqua di vegetazione. Questo sistema conosciuto anche come sistema ecologico proprio perch riduce il consumo di acqua ed elimina la produzione di acqua di vegetazione. Esso genera soltanto due prodotti, lolio e la sansa umida, cos definita perch ha un alto contenuto in acqua (50-70%) e, perci, presenta difficolt di smaltimento: difficile da maneggiare, si essicca con notevole lentezza e possiede un alto carico inquinante.

4. I residui solidi dellestrazione olearia: le sanse

Lindustria olearia caratterizzata da un notevole impatto ambientale, sia terrestre che acquatico, causato dalla produzione di elevate quantit di reflui altamente fitotossici (Cegarra et al., 1996; Paredes et al., 1999; Filippi et al., 2002; Baeta-Hall et al., 2004; Roig et al., 2006). Infatti, durante la produzione di olio si generano diversi sottoprodotti, tra cui lacqua di vegetazione e vari tipi di sanse, a seconda del sistema di estrazione utilizzato.

Le foglie e i noccioli costituiscono una limitata quantit di rifiuti solidi, prodotti durante il lavaggio e la pulitura delle olive, e generalmente non presentano problemi di gestione, in quanto possono essere utilizzati in mangimistica o sfruttati per la produzione di energia, tramite ad esempio la pirolisi in atmosfera non ossidante oppure la gassificazione. Ad Arnasco per esempio sono utilizzati per il riscaldamento del frantoio. Le foglie sono spesso usate anche nel campo della cosmesi o nella produzione di tisane, essendo fonte di diversi composti antiossidanti (Roig et al., 2006).

Per ogni tonnellata di olive trattate mediante sistema di centrifugazione a tre fasi o per pressione vengono prodotti in media 972 L di acque di vegetazione (Echeverria et al., 2009). Le acque di vegetazione sono i principali inquinanti prodotti durante la trasformazione delle olive e sono costituite dallacqua di vegetazione dei frutti, a cui si aggiungono le acque utilizzate per il lavaggio delle olive e delle attrezzature, ed eventualmente, le acque di diluizione delle paste, usate negli impianti continui per agevolare lestrazione dellolio. Contengono pezzi di polpa doliva, mucillagini, pectine, olio, ecc. sospese in unemulsione relativamente stabile (Paredes et al., 1999). Le loro caratteristiche chimico-fisiche variano in base alle condizioni pedo-climatiche dellarea di coltivazione, alla variet, allo stato di maturazione delle olive e soprattutto al sistema di lavorazione adottato. Le acque di vegetazione sono caratterizzate da unelevata carica inquinante a causa sia dellalto contenuto in sali e in sostanza organica (la Domanda Biologica di Ossigeno in 5 giorni, BOD5, e la Domanda Chimica di Ossigeno, COD, si aggirano, entrambe, intorno a 20000-35000 mg/L), sia dellelevata acidit (pH compreso tra 4 e 6) (TDC Olive Project, 2005). Per tali motivi stato vietato lo scarico di questi reflui in corsi dacqua o nelle fognature urbane. Negli ultimi anni sono state proposte varie opzioni per il trattamento e la valorizzazione dei reflui oleari, tra cui trattamenti fisico-chimici, agronomici, utilizzo in mangimistica, trasformazioni biotecnologiche, ma nessuno di questi metodi ha dimostrato essere praticabile. Lunica eccezione costituita dallo smaltimento mediante spargimento diretto sul terreno delle acque di vegetazione, seguendo le prescrizioni legislative regionali emanate sulla base della normativa nazionale. Infatti, questi reflui hanno unelevata concentrazione di sostanza organica ed una grande quantit di nutrienti, soprattutto potassio, che li rendono dei potenziali fertilizzanti. Anche la Cooperativa Olivicola di Arnasco smaltisce le acque di vegetazione nei terreni, per mezzo di una condotta che dal frantoio porta alla vasca di stoccaggio, cui segue una rete capillare di smaltimento con metodo a pioggia.




Laltro grande sottoprodotto dellindustria olearia sono le sanse: per ogni tonnellata di olive trattate, infatti, vengono prodotti di media da 507 kg (impianto a tre fasi) a 725 kg (impianto a due fasi) di sansa (Echeverria et al., 2009). Questo prodotto costituito dai residui solidi dell'estrazione olearia, che derivano dalla parte fibrosa del frutto e dai frammenti di nocciolo, ed il quantitativo in acqua ivi contenuto variabile in funzione del tipo di estrazione attuata. Utilizzando il metodo di estrazione per pressione o la centrifugazione a tre fasi, si ottiene sansa vergine, che contiene circa il 50% di acqua; utilizzando la centrifugazione a due fasi, che riduce o elimina i problemi relativi allo smaltimento delle acque di vegetazione, si genera invece sansa umida, cos definita perch costituita per il

70% circa da acqua.

Solitamente, le sanse vergini sono destinate ai sansifici per lestrazione mediante solventi chimici dellolio che ancora contengono, detto olio di sansa. Il materiale fibroso, costituito da lignina e cellulosa, che resta dopo la disoleazione chiamato sansa esausta; essendo molto secco e con un alto potere calorifico, pu essere compostato, bruciato, impiegato per il riscaldamento, come integratore in mangimistica o smaltito sulloliveto senza troppe complicanze (TDC Olive Project, 2005). Lo sviluppo dei sistemi di estrazione per centrifugazione a due fasi, e quindi la produzione di sanse umide, ha reso l'estrazione dell'olio residuo un processo sempre pi complicato e costoso, richiedendo una preliminare riduzione dell'acqua presente, attraverso l'essiccamento o l'uso di macchine centrifughe, tanto che i produttori di olio di sansa sempre pi frequentemente rifiutano questo scarto. Negli ultimi anni il problema andato aggravandosi anche a causa della riduzione dei consumi, e quindi del valore commerciale, dell'olio di sansa. Di conseguenza, mentre in passato la sansa vergine costituiva una fonte di reddito per il frantoio, attualmente sta diventando, al pari delle acque di vegetazione, un sottoprodotto da smaltire, e quindi un onere (Proietti e Nasini, 2006).

In seguito alla perdita di redditivit delle sanse, si andati incontro ad un'intensificazione dello studio delle stesse, al fine di sviluppare nuovi metodi alternativi per valorizzarle. Tuttavia, l'utilizzazione agronomica diretta delle sanse come ammendante sui terreni agrari ancora la strategia pi diffusa ed quella solitamente applicata anche dalla Cooperativa Olivicola di Arnasco. Questi sottoprodotti solidi dell'estrazione olearia, infatti, sono ricchi di sostanza organica e di molti nutrienti, soprattutto potassio, che li rendono dei buoni fertilizzanti per il terreno e, a differenza di altri residui organici, hanno una concentrazione in metalli pesanti quasi inesistente (Roig et al., 2006). Le sanse, per, sono caratterizzate anche da unelevata concentrazione in polifenoli, lipidi e acidi organici (Principi et al., 2003), che le rendono materiale fitotossico, e da un alto rapporto C/N che modifica il ciclo dell'azoto nel terreno (Thompson e Nogales,

1999). Nonostante ci, lo spandimento diretto sui terreni possibile, ma necessario valutarne tutti gli effetti sulle culture, sul terreno e sul suo ecosistema, al fine di ottimizzarne l'uso e di evitare i rischi ambientali connessi.

Tabella 1: Propriet chimico-fisiche della sansa umida (Saviozzi et al., 2001)

Sostanza secca

pH

Conduci- bilit elettrica

Carbonio organico

Azoto totale

C/N

Composti fenolici

Zuccheri

Lipidi

(%)

dS/m

(%)

(%0)

(%0)

(%0)

(%)

34.6

5.4

836

54.2

18.5

29

21.3

127.6

11


Il diritto italiano, con la legge n. 574 del 1996, Nuove norme in materia di utilizzazione agronomica delle acque di vegetazione e di scarichi di frantoi oleari, regola il trasporto e lo smaltimento delle sanse umide tramite lo spandimento sul terreno:

Art. 1, comma 2:

Ai fini dell'applicazione della presente legge le sanse umide provenienti dalla lavorazione delle olive e costituite dalle acque e dalla parte fibrosa di frutto e dai frammenti di nocciolo possono essere utilizzate come ammendanti in deroga alle caratteristiche stabilite dalla legge 19 ottobre

1984, n. 748, e successive modificazioni [. . .].

In riferimento a quest'ultima legge la sansa considerata come un ammendante vegetale semplice non compostato (quindi applicata al terreno senza specifici limiti quantitativi) se rispondente ai requisiti previsti riguardo l'umidit (massimo 50%), il pH (compreso tra 6 e 8,5), il carbonio organico sul peso secco (minimo 40%), l'azoto organico sul peso secco (almeno 80% dell'azoto totale), il rame totale sul secco (massimo 150 ppm), lo zinco totale sul secco (massimo 500 ppm), il contenuto in torba sul tal quale (massimo 20% sul tal quale). La legge fissa anche i tenori massimi dei metalli pesanti, espressi come parti per milione sul peso secco: piombo totale 140 ppm, cadmio totale 1,5 ppm, nichel totale 50 ppm, mercurio totale 1,5 ppm. Questa legge non esclude il possibile spandimento delle sanse umide non compostate su terreni non agricoli, mentre il decreto ministeriale del 6 luglio 2005 disciplina lesclusione di altre categorie:

Art. 4

1. Fatti salvi il divieto di spandimento su terreni non adibiti ad usi agricoli e le esclusioni di cui all'art. 5 della legge n. 574 del 1996, le acque di vegetazione e le sanse umide non si possono spandere ove ricorrano i seguenti casi:


a) distanza inferiore a dieci metri dai corsi d'acqua misurati a partire dalle sponde e dagli inghiottitoi e doline, ove non diversamente specificato dagli strumenti di pianificazione;

b) distanza inferiore ai dieci metri dall'inizio dell'arenile per le acque marino costiere e lacuali;

c) terreni con pendenza superiore al 15% privi di sistemazione idraulico agraria;

d) boschi;

e) giardini ed aree di uso pubblico;

f ) aree di cava.

2. Le regioni possono stabilire ulteriori divieti in prossimit di strade pubbliche, a meno di immediato interramento, o in ottemperanza a strumenti di pianificazione di bacino o piani di tutela regionale, nonch per riposo temporaneo di siti ove le acque di vegetazione e le sanse umide siano state distribuite per diversi anni consecutivi. [. . .]

5. Valorizzazione delle sanse

Nei paesi mediterranei, che detengono circa il 94,1% della produzione mondiale di olio (IOC, 2009; OOS, 2008), si riscontra un inasprimento dei problemi derivanti dalla gestione dei residui produttivi, causati proprio dallelevata concentrazione produttiva in spazi e tempi molto limitati (Neto Andre et al., 2005).

La tecnica pi diffusa per smaltire i residui solidi dell'estrazione olearia lo spargimento sul terreno delle sanse tal quali. Se da una parte questo sistema apporta nutrienti al terreno, dallaltro ha un elevato impatto ambientale per la presenza di sostanze fitotossiche nelle sanse e per il fatto che quest'ultime vengono prodotte e quindi sparse nel periodo dellanno a cavallo tra l'autunno e l'inverno, quando cio il terreno non necessita di alcuna idratazione.

Al fine di limitare i problemi che derivano dalla produzione di questi residui, sono state studiate tecnologie alternative che minimizzano il loro impatto ambientale e portano ad un uso sostenibile delle risorse.




Incenerimento / combustione

I residui solidi dell'estrazione olearia sono caratterizzati da un alto valore energetico; in Europa il valore energetico medio delle sanse con un basso contenuto in acqua di circa 3500-4000 Kcal/kg (Echeverria et al., 2009).

Il pi semplice sistema di sfruttamento di questi residui, allo scopo di produrre energia la combustione diretta. Tale sistema basato sulla trasformazione termica della sansa essiccata e sottoposta a elevate temperature (300-1500C); il calore prodotto pu poi essere recuperato per la produzione di energia elettrica. Inoltre, le ceneri residue possono essere usate in agricoltura come fonte di sali minerali; tuttavia questa pratica consentita soltanto in alcuni paesi membri dellUnione Europea.

Pirolisi / gassificazione

Le sanse vergini e le sanse umide possono essere valorizzate mediante pirolisi o gassificazione. In entrambi i processi la biomassa organica sottoposta ad elevate temperature e pressioni, in assenza di aria, e d luogo al syngas, un prodotto gassoso costituito principalmente da monossido di carbonio, anidride carbonica e idrogeno. Tale gas caratterizzato da un alto potere energetico e pu essere usato come combustibile per generare elettricit o vapore o come reagente chimico di base. Inoltre pu essere processato per ottenere una serie di prodotti commerciabili come combustibili, olio di catrame e gas chimici o industriali (Alcaide e Nefzaoui, 1996).

Tuttavia, questo processo produce anche gas di sintesi condensati con acqua e residui solidi e liquidi, che devono essere trattati e smaltiti. Inoltre, per ottenere rendimenti elevati sono necessarie grandi quantit di sansa, difficilmente disponibili, ad esempio, nelle piccole realt economiche dell'industria olearia italiana o greca.

Digestione anaerobica

Una tecnologia alternativa di valorizzazione delle sanse la digestione anaerobica. Tale processo avviene all'interno di bioreattori e consiste nella parziale degradazione, in assenza di ossigeno, della sostanza organica presente nelle sanse, a carico dei microrganismi. Pertanto, per poter essere sottoposte a digestione anaerobica le sanse devono avere un contenuto in acqua molto elevato.

Oltre alla parziale stabilizzazione della materia organica, che pu essere applicata al terreno, questo processo genera un'alta percentuale di biogas. Il biogas costituito prevalentemente da metano e anidride carbonica e pu essere usato per produrre energia elettrica o calore.

Questa tecnologia, per, fortemente limitata dall'alto livello di composti fenolici presenti nelle sanse, che inibiscono lo sviluppo dei microrganismi.

Tutte queste metodologie hanno il limite di essere molto costose ed anti- economiche, soprattutto per gli impianti pi piccoli, che non sono in grado di sostenere le spese d'investimento iniziale.

Compostaggio

Tra le possibili tecnologie di smaltimento delle sanse prodotte dai diversi frantoi, il compostaggio una delle opzioni pi promettenti per la valorizzazione di questo materiale (Cayuela et al., 2005). Infatti, mediante questo processo, le sanse sono trasformate in ammendanti, caratterizzati da un buon grado di umificazione, da un'elevata quantit di nutrienti minerali e da una ridotta fitotossicit. Tale sistema non prevede grandi spese e pertanto applicabile ai piccoli e medi impianti di lavorazione (con una produzione inferiore a 1000 t/anno di olio), come quelli maggiormente presenti in Italia e in Grecia (Alfano et al.,

2008). Anche i costi di trasporto sono ridotti, poich il compost ottenuto pu essere riutilizzato nell'azienda stessa.

Molti autori hanno valutato le caratteristiche del compost ottenuto dai residui della lavorazione delle olive, dimostrando che questo prodotto pu essere una valida alternativa ai classici fertilizzanti (Madejon et al., 1998; Garcia-Gomez et al. 2002; Alburquerque et al., 2005; Romero et al., 2005; Hachicha et al., 2006; Debiase et al., 2008; Montemurro et al., 2008; Cucci et al., 2010). L'elevato pH raggiunto durante il processo potrebbe, per, limitarne le possibilit d'uso sul suolo e per questo consigliato lo spargimento su terreni destinati a culture che preferiscono pH maggiori oppure la neutralizzazione del compost mediante l'aggiunta di zolfo, come osservato da Roig et al. (2004).


A causa della presenza della frazione ligninolitica, che altamente recalcitrante, e di molecole come fenoli e polifenoli, che sono tossiche sia per le piante che per la maggior parte dei microrganismi, la degradazione aerobica delle sanse e la successiva umificazione divengono processi molto lenti. Sono necessari circa sei mesi per arrivare alla completa maturazione (Baeta-Hall et al., 2004). Inoltre, tale processo privo di una vera e propria fase termofila, e l'innalzamento della temperatura a seguito dei fenomeni di auto-riscaldamento microbico decisamente modesto, tanto che il compostaggio di matrici complesse come le sanse d'oliva definito compostaggio freddo (cold composting).

Per favorire il processo, essenziale ottimizzare le condizioni di crescita dei microrganismi, operando su temperatura, umidit del substrato ed aerazione. A questo scopo, molti ricercatori hanno valutato diversi metodi per il compostaggio delle sanse, ma l'aerazione meccanica risultata la tecnica pi efficace in questo settore (Baeta-Hall et al., 2004). Tale tecnica riduce la formazione di agglomerati, che solitamente si ottengono con materiali di consistenza semi-solida, quali le sanse.

I residui solidi dell'estrazione olearia solitamente vengono mescolati con degli agenti strutturanti o con letame e co-compostati; in questo modo si aumenta la porosit e si favorisce la completa umificazione della matrice, altrimenti difficile da ottenere (Principi et al., 2003; Alfano et al., 2008). Inoltre, i substrati che vengono co-compostati con le sanse possono contenere microrganismi capaci di detossificare le molecole tossiche presenti, favorendo la degradazione della sostanza organica. (Echeverria et al., 2009). Infatti, la complessit e la presenza di sostanze anti-microbiche, rendono le sanse refrattarie allo sviluppo dei microrganismi.

Per innescare il processo di compostaggio delle sanse, queste ultime possono essere inoculate con delle colture starter, costituite da un insieme di microrganismi, che devono essere preventivamente testati e devono mostrarsi idonei a degradare facilmente le sostanze presenti nei prodotti di scarto degli oleifici. Pertanto l'inoculo microbico pu essere costituito da batteri, funghi, lieviti e attinobatteri, che vengono selezionati in base alla loro capacit di colonizzare il substrato, alla resistenza alle alte temperature e alla capacit di svilupparsi in presenza degli altri microrganismi selezionati. Tale strategia, dapprima sperimentata nel trattamento delle acque di vegetazione, risultata vantaggiosa anche nel trattamento dei residui solidi dell'industria olearia (Echeverria et al.,

2011a).

La presenza nelle sanse di composti chimici ad azione biocida contro vari funghi e nematodi, tuttavia, pu essere utilizzata per sopprimere i patogeni delle piante coltivate, aprendo nuove opportunit di riciclo di tale residuo. In seguito alla crescente preoccupazione riguardo la sicurezza alimentare e l'inquinamento ambientale, sono aumentate le pressioni legislative volte a ridurre il numero dei pesticidi approvati nell'Unione Europea ed aumentata la ricerca svolta sugli agenti di bio-controllo naturali, come le sanse compostate (Trillas et al., 2006).

Diversi autori hanno dimostrato l'effetto inibitorio delle sanse d'oliva in compostaggio su vari fitopatogeni (Nico et al., 2004; Cayuela et al., 2008; Loffredo et al., 2008); altri hanno valutato le propriet benefiche delle sanse in compostaggio a diversi stadi di maturazione, ma solo il compost maturo ha generato risultati positivi. Infatti, nonostante il compost immaturo sia pi inospitale per lo sviluppo dei microrganismi patogeni, ha un effetto negativo per la crescita delle piante (Hoitink et al., 1996).

Per migliorare la capacit soppressiva del compost possibile inoculare microrganismi specifici nelle sanse in compostaggio. In particolare, per ottenere livelli elevati di soppressione delle malattie causate da un ampio spettro di fitopatogeni, necessario introdurre i microrganismi antagonisti in un periodo successivo la fase termofila, ma prima che i patogeni abbiano ripopolato significativamente il substrato (Hoitink et al., 1996).

Tra i microrganismi solitamente impiegati nella lotta ai patogeni delle piante coltivate, si ricordano specie di Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces, Gliocladium e Trichoderma. Quest'ultimo oltre ad essere un efficace agente di bio-controllo, poich compete con alcuni patogeni per il substrato e induce la resistenza ad essi nella pianta, anche un promotore della crescita delle piante. Il meccanismo d'azione sconosciuto, ma molti studi pubblicati dimostrano che la presenza di Trichoderma su suoli coltivati, migliora la crescita radicale, lo sviluppo e la produttivit della pianta, e si nota anche un miglioramento nell'approvvigionamento e nell'uso dei nutrienti (Harman et al., 2004).

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