L’uso della crusca per promuovere la circolarità nella filiera cerealicola

Abstract

La produzione di cereali determina sprechi lungo tutta la filiera. Per ridurli è necessario ridefinire l’intero ciclo produttivo migliorandone l’efficienza e promuovendone la circolarità trovando nuove opportunità per output con un valore di mercato. A tal fine, attraverso l’Analisi Multi Criteriale (Amc) sono stati analizzati tre progetti alternativi per l’uso della crusca di grano (produzione di biogas, produzione di mangimi e produzione di carta) in Basilicata e Puglia. I risultati mostrano che promuovere la circolarità, in particolare usando la crusca per produrre biogas, è una soluzione efficiente per l’economia locale.

Introduzione

Una delle sfide principali di questo millennio (UN, 2015) è contribuire alla costante crescita della domanda di prodotti agro-alimentari riducendo gli impatti sull’ambiente. La crescita della popolazione e le abitudini alimentari sempre più orientate verso il consumo di prodotti di origine animale (Godfray, 2010), non sono compatibili con un pianeta caratterizzato dalla scarsità di risorse naturali. Lo spreco di risorse, quali acqua, fertilizzanti e suolo, e di prodotti agricoli che caratterizza la filiera agro-alimentare rende la situazione ancora più complicata. Nei paesi europei, circa l’11% del cibo prodotto è sprecato durante la fase di produzione (EC, 2016) con effetti negativi per la sicurezza alimentare e l’ambiente. Data la quantità di risorse naturali disponibili, è difficile soddisfare la domanda di cibo e la vera sfida consiste nell’aumentare la produzione riducendo gli sprechi. Occorre, dunque, ridefinire il sistema agricolo promuovendo un modello produttivo di tipo circolare, basato sui principi delle 3R: Ridurre, Riusare e Riciclare (Sakai et al., 2011), in cui gli output di un sistema produttivo sono riutilizzati come input dello stesso o di un altro processo produttivo, riducendo al minimo gli sprechi (Sakai et al., 2011). In quest’analisi, analizzando la filiera cerealicola in Puglia e Basilicata, si vuole promuovere la strategia rifiuti zero (Schnitzer and Ulgiati, 2007) che mira ad eliminare gli sprechi facendo in modo che ogni input industriale sia usato per produrre un prodotto e che ogni output sia convertito in input con un valore aggiunto per altri processi produttivi. In questo modo il flusso dei materiali è circolare e viene utilizzato più volte fino al raggiungimento del livello ottimo di impiego dove nessun prodotto viene sprecato o sottoutilizzato (Murphy and Pincetl, 2013). Questo lavoro mira a valutare, attraverso l’Amc, insieme all’alternativa-zero, equivalente allo status-quo, ossia al non utilizzo della crusca e alla sua dismissione in discarica, tre progetti alternativi che prevedono l’utilizzo della crusca come input (i.e. produzione di carta, biodiesel e mangimi), usando cinque criteri di valutazione: (i) tecnico; (ii) ambientale; (iii) circolarità; (iv) sociale e (v) economico.
Nello specifico questo lavoro vuole rispondere a 2 domande:

1. Promuovere l’approccio circolare di una filiera agro-alimentare può rappresentare una strategia efficiente per migliorare l’economia rurale?
2. Quale delle alternative analizzate (produzione di carta, di biogas e di mangimi) è la migliore per l’economia locale?

Caso studio

Nel settore cerealicolo, una delle fasi più importanti è rappresentata dal processo di molitura durante il quale, l’endosperma è rotto in particelle fini producendo la farina mentre la crusca e il germe sono successivamente rimossi. Il chicco del grano è costituito circa per l’83% dall’endosperma, per il 2,5% dal germe mentre il 14,5% è rappresentato dalla crusca (Xie et al. 2008). La Basilicata e la Puglia, sono due regioni italiane dove la produzione cerealicola è particolarmente rilevante, coprendo rispettivamente il 13% e il 5% della produzione nazionale (Istat 2017). In particolare, nel sud d’Italia si produce il 64% del grano duro italiano, di cui il 26% in Puglia (prima regione italiana per superficie e quantità prodotte) e il 7% in Basilicata (terza regione per quantità prodotte, dopo la Sicilia). Nell’area di studio, nel 2017 sono state prodotte 1,272,369t di grano duro (Istat, 2017) corrispondente a circa 184,492t di crusca che, dall’indagine sul campo effettuata, risulta quasi totalmente inutilizzata e trattata come rifiuto. Il recente interesse dell’industria verso prodotti sostenibili che riducono l’utilizzo di materiale vergine ha aperto nuove opportunità di mercato per i prodotti di scarto. La crusca è costituita da componenti di alto valore come: fibre alimentari solubili ed insolubili, amidi, composti fenolici e proteine. Grazie a queste caratteristiche nutrizionali, le proteine isolate della crusca possono essere utilizzate come ingredienti nelle formulazioni di speciali mangimi (Fuller, 2004). Essa, inoltre, può essere aggiunta come fonte di fibre nei cereali per la colazione o nei prodotti da forno (Song et al., 2013). Grazie alle sue caratteristiche è stata recentemente usata anche nell’industria della carta per produrre buste o prodotti per il packaging (Jankowska, 2006). E’ stato, poi, studiato il suo impiego per ottenere bio-plastiche (Chauvelon et al. 1998), bio-carburante, bio-energia e bio-gas ed è anche indicata nella produzione di creme cosmetiche e nell’industria farmaceutica (Dapčević-Hadnađev, 2018). Emerge, quindi l’importanza di trovare un impiego per questo scarto di produzione con un valore di mercato. Tra le diverse possibilità di impiego, sono state selezionate, attraverso un Focus Group, le alternative progettuali che meglio rispondono alle esigenze locali (produzione di carta, biodiesel e mangimi). Queste, insieme all’alternativa zero, sono state valutate attraverso 5 criteri (ambientale, sociale, economico, tecnologico e circolarità) ciascuno dei quali suddiviso in sub-criteri scelti per definire e spiegare meglio i criteri.

Metodologia

L’Amc può essere definite come una “metodologia ombrello” in cui si tiene conto di più criteri per aiutare individui o gruppi ad analizzare problemi complessi come quello della gestione delle risorse naturali (Belton and Stewart, 2002). Nel caso studio considerato, l’analisi ha seguito diverse fasi a ciascuna delle quali corrispondono diverse metodologie applicate (Figura 1).

Figura 1 - Fasi dell'Amc con specificazione delle alternative, dei criteri e dei sub-criteri derivanti dal confronto con gli stakeholder

Fonte: nostra elaborazione

Nello specifico, l’analisi è stata costruita grazie alla partecipazione di 26 stakeholder appartenenti alle seguenti categorie: (i) un gruppo di 12 produttori e molitori della Basilicata e della Puglia; (ii) 3 gruppi di interesse rappresentativi legati al settore cerealicolo; (iii) 8 esperti dell’industria della crusca e dei cereali; (iv) 3 ricercatori. Gli stakeholder hanno contribuito a scegliere le alternative da analizzare (Focus Group) e fornito le informazioni necessarie alla scelta ed alla misurazione dei sub-criteri (interviste dirette). I dati sono stati sintetizzati in una matrice di valutazione che racchiude 17 sub-criteri che esprimono informazioni relative a: 1) aspetto ambientale-che misura le emissioni di carbonio e gli altri impatti relativi all’uso della crusca in ciascuna alternativa; 2) aspetto tecnico-che misura gli aspetti amministrativi e tecnici delle alternative; 3) le quantità di output di energia e materia di ogni alternativa (circolarità); 4) l’aspetto economico-contenendo informazioni sui i costi e i benefici di ogni alternativa; 5) aspetto sociale-che si focalizza sul benessere delle persone residenti nell’area di studio. Per rendere le informazioni confrontabili, i dati, qualitativi e quantitativi, sono stati standardizzati usando rispettivamente il metodo Chen e le funzioni Fuzzy (Tabella 1).

Tabella 1 - Matrice di valutazione

Fonte: nostra elaborazione

Infine, dopo aver pesato ciascun criterio usando l’Analytic Hierarchy Process (Ahp-Saaty 1977), una Weighed Linear Combination (Wlc-Voogd, 1983) è stata utilizzata per misurare il valore delle alterative, seguendo l’equazione:

Dove s è il valore finale, w_i è il peso del criterio i e μ_i è il valore standardizzato del criterio.

Risultati e discussione

Per misurare quale dei progetti analizzati è quello preferibile per l’area di studio considerata, sono stati confrontati prima i criteri singolarmente senza aggregarli per osservare come ogni criterio incide su ciascuna alternativa (Figura 2).

Figura 2 - Confronto dei valori dei criteri tra le alternative

Fonte: nostra elaborazione

Dall’analisi emerge che tutti i progetti sono preferibili all’alternativa zero. Dal punto di vista economico, infatti, l’uso della crusca come input rappresenta un vantaggio finanziario consentendo di risparmiare sui costi amministrativi di raccolta e gestione del rifiuto e riducendo le pressioni connesse alla gestione sostenibile del rifiuto organico (circa 148 €/t). A questi vanno poi aggiunti tutti i costi esterni relativi all’impatto ambientale, in termini di emissioni di CO₂ del rifiuto agro-industriale (output totale di emissioni) ed i costi opportunità derivanti dalla perdita di profitto per i produttori che potrebbe derivare dalla vendita della crusca (diverso a seconda dell’alternativa presa in considerazione). Inoltre, l’utilizzo di quest’ultima permette ai produttori di mangimi, biogas e carta, di risparmiare sui costi della materia prima e ha un vantaggio connesso al valore aggiunto del prodotto finito (maggiore nel caso del biogas e della carta piuttosto che dei mangimi). Ciò dimostra che identificare un mercato per un output di produzione con un valore, promuovendo la circolarità della filiera, rappresenta una soluzione efficiente dal punto di vista ambientale, economico e sociale, con dei benefici per l’economia rurale dell’area di studio. Basandosi su questi risultati, è possibile affermare che, incentivare una filiera produttiva circolare attraverso progetti “zero sprechi” può considerarsi un modo efficiente per promuovere uno sviluppo rurale sostenibile. Dall’analisi emerge, inoltre, che secondo il criterio ambientale l’alternativa preferita è la produzione di biogas. Ciò è connesso principalmente all’alta percentuale di crusca che può essere impiegata nel processo produttivo (100%) senza l’aggiunta di altri materiali (risorse vergini o materiali chimici) che riduce notevolmente le emissioni. La produzione di carta, invece, è preferibile: (i) dal punto di vista economico, per la crescente domanda ed il più alto valore aggiunto del prodotto finito; (ii) secondo il criterio della circolarità, grazie alla riduzione complessiva degli output finali della filiera (scarti di produzione) dovuti alla sostituzione di materiale vergine con la crusca. Dal punto di vista sociale, invece, la differenza tra ciascuna alternativa è molto bassa mentre considerando l’aspetto tecnico, sia la produzione di carta sia quella di biogas sono secondarie rispetto alla produzione di mangimi. Questa, infatti, richiede minori problemi tecnici, dovuti sia alla minor distanza degli impianti sia al minor tempo necessario all’avviamento del progetto. La preferenza, tuttavia, non è così netta da consentire un ordinamento delle alternative senza pesare ed aggregare i criteri seguendo l’equazione 1. Anche aggregando i criteri l’alternativa-zero rimane la meno preferita mentre, tra le alternative proposte, la soluzione maggiormente preferita per l’area di studio considerata, è la produzione di biogas, seguita dalla carta e poi dai mangimi (Figura 3).

Figura 3 - Ordine delle alternative

Fonte: nostra elaborazione

Conclusioni

Ridurre gli sprechi in ogni processo produttivo, promuovendo la circolarità della filiera, è uno degli obiettivi chiave dei paesi europei per i prossimi decenni. Lo spreco di risorse naturali nella filiera agro-alimentare è particolarmente grave a causa degli effetti sull’ambiente e sulla sicurezza alimentare. Mettere a punto strategie di sviluppo orientate a raggiungere la circolarità è un problema di gestione delle risorse molto complesso a causa della necessità di tenere in considerazione tutti gli aspetti ambientali, sociali e finanziari. In questa analisi, l’uso dell’Amc, combinando tutti questi aspetti, si è dimostrata essere una corretta metodologia per analizzare tali problemi, aiutando i policy-maker a valutare progetti in un’ottica di circolarità promuovendo la partecipazione degli stakeholder durante il processo decisionale. Il caso studio mostra come l’utilizzo della crusca (output della filiera cerealicola) come input di un altro processo produttivo è una buona soluzione sia per l’economia locale, migliorando la performance economica dei produttori trasformando un rifiuto (costo) in una risorsa (ricavo), sia per il pianeta, contribuendo a ridurre l’impronta ecologica della filiera. Emerge quindi l’importanza, per l’area di studio analizzata, di orientare le politiche agricole verso i principi dell’economia circolare, volte a favorire il recupero della crusca ed in particolare il suo impiego nella produzione di biogas.

Riferimenti bibliografici

• Belton, S. and Stewart, T.S. (2002). Multiple Criteria Decision Analysis. An Integrated Approach. Kluwer Academic Publishers, Massachusetts

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Siti di riferimento

• European Commission (EC): [pdf]

• Istat (2017): [link]