Oligoelementi nell'impianto di biogas: cobalto, nichel, selenio, molibdeno e ferro

Gli oligoelementi — cobalto, nichel, molibdeno, tungsteno, selenio, ferro e (in quantità minori) manganese, zinco e rame — sono componenti degli enzimi nelle vie della metanogenesi e dell'ossidazione sintrofica degli acidi. La loro carenza limita la velocità di degradazione, benché i macronutrienti (C, N, P, S) siano nella norma. Riguarda soprattutto la digestione di monosubstrati, come l'insilato di mais, con una scarsa quota di liquame.

Ruolo dei singoli elementi

Le quantità necessarie sono molto piccole (dell'ordine di frazioni fino a singoli mg per kg di substrato), e il confine tra carenza e tossicità può essere sottile.

Quando sospettare una carenza

• concentrazione di propionato costante o crescente con pH corretto e ammoniaca bassa,
• assenza di risposta della resa di gas all'aumento della dose,
• calo del CH₄ e aumento dell'H₂ nel gas,
• impianto che funziona con insilato di mais senza liquame, borlanda e deiezioni,
• aumento del FOS/TAC senza altra causa evidente.

Perché il contenuto totale di metalli non basta

Solfuri, carbonati e fosfati legano i metalli in forme insolubili. Per i microrganismi conta la frazione biodisponibile. L'analisi totale (dopo mineralizzazione) può quindi mostrare «abbastanza» metallo, anche se i batteri non lo «vedono». I laboratori ricorrono a estrazioni sequenziali o a determinazioni della frazione solubile; l'interpretazione richiede esperienza.

Regole di supplementazione

1. Parti dall'analisi dei substrati e del contenuto del digestore (concentrazioni totali e solubili di Co, Ni, Se, Mo, Fe).
2. Introduci gli elementi singolarmente o in pacchetto secondo il risultato, senza copiare la ricetta di altri.
3. Dosa regolarmente, in piccole porzioni, ad es. con il substrato, non in un'unica volta.
4. Osserva l'effetto per alcune settimane: AGV, gas, pH.
5. Tieni conto della normativa sui fertilizzanti e dei limiti dei metalli nel digestato che finisce sui campi.
6. Ricorda il bilancio dello zolfo: un H₂S elevato riduce la disponibilità dei metalli, e il ferro in eccesso lega i solfuri, ma può legare anche il fosforo.

Preparati pronti

Sul mercato sono disponibili preparati multicomponente in forma liquida o in polvere. Nella scelta, esigi la dichiarazione della composizione, le istruzioni di dosaggio e le informazioni sulla purezza. Le differenze tra le forme (ad es. chelati rispetto a sali) influiscono sulla biodisponibilità, tuttavia i confronti indipendenti sono limitati, quindi la valutazione va basata sui propri risultati.

Esempio di approccio in un impianto

L'impianto funziona con insilato di mais con una piccola aggiunta di liquame. Si osserva: propionato circa 1,5 g/l, FOS/TAC in aumento, CH₄ in calo di 2 punti percentuali. L'analisi mostra basse concentrazioni di Co e Se solubili. L'operatore introduce un integratore con cobalto e selenio in una piccola dose giornaliera. Dopo alcune settimane il propionato cala e l'impianto accetta un carico più elevato. Uno scenario di questo tipo è tipico, ma non garantito; in un altro impianto la causa potrebbe essere stata l'ammoniaca o la temperatura. Per questo la supplementazione è un'ipotesi da verificare, non il primo riflesso.

Rischi

• L'eccesso di Ni, Co, Cu, Zn inibisce il processo e può superare i limiti dei metalli nei fertilizzanti organici.
• Gli additivi con solfati aumentano l'H₂S.
• La mancanza di controllo dell'efficacia porta a costi senza risultati.

Piano d'azione in tre passi

1. Diagnosi. Raccogli lo storico di AGV, FOS/TAC e rese, fai eseguire l'analisi delle concentrazioni solubili e totali dei metalli nel digestore e nei principali substrati. Confronta con i valori riportati in letteratura e con la tua esperienza.
2. Prova. Introduci un preparato in piccola dose per 3–4 settimane, senza modificare contemporaneamente miscela o carico. Registra AGV e produzione di metano ogni settimana.
3. Valutazione e correzione. Se l'effetto è evidente, stabilisci la dose di mantenimento; se non c'è miglioramento, cerca le cause altrove (ammoniaca, temperatura, miscelazione). Non aumentare la dose all'infinito — i metalli possono accumularsi nel digestato e sono soggetti a limitazioni nell'uso come fertilizzante.

Conviene tenere un registro: data, preparato, dose, risultati delle analisi. Dopo un anno tale documentazione permette di valutare la convenienza della supplementazione e di negoziare i prezzi dei fornitori.

Che cosa dovrebbe contenere la registrazione della supplementazione

Per ogni prova conviene conservare: data di inizio, composizione e numero di lotto del preparato, dose giornaliera, punto di dosaggio, risultati di AGV, FOS/TAC, produzione di metano prima e dopo la prova e note sulle variazioni della miscela. Senza una simile registrazione è difficile separare l'effetto dell'integratore dalle variazioni stagionali della qualità dell'insilato, e ancor più giustificare ulteriori spese davanti al proprietario dell'impianto o al fornitore.