Scuola Media Statale “E.FERMI”
BIENTINA (Pisa)
Scuola Media Statale “F.DI BARTOLO”
BUTI (Pisa)
Attività di ricerca a carattere pluridisciplinare
IL COMPOSTAGGIO
AUTORI: Alunni della classe 1°A e 3°A - anno scol. 1998/1999
con proseguimento nell’anno scol. 1999/2000
COORDINAMENTO: Prof. Benedetto Gatti
COLLABORAZIONE:
CON IL CONTRIBUTO ED IL
PATROCINIO DI:
•gli Insegnanti del Consiglio di Classe
•il personale ausiliario della Scuola Media di Buti
•La ditta “EUGEA” di Perignano (Pisa)
•La Facoltà di Agraria dell’Università di Pisa
Comune di Buti
Amministr.Provinciale di
Pisa
VERIFICA DELLE CONOSCENZE INIZIALI
1.Che cosa accade alle foglie e agli altri materiali che cadono a terra in autunno e nel corso dell’anno?
•ogni anno che passa aumentano di spessore perché si accumulano
•si trasformano
•vengono portati via dal vento
Di che cosa si nutrono le piante?
Perchè un bosco naturale cresce rigoglioso senza essere concimato?
Perchè gli agricoltori debbono concimare i terreni?
Come puoi dividere i concimi?
Descrivi il percorso di un rifiuto liquido e di un rifiuto solido a partire da casa tua
OSSERVAZIONE DIRETTA
In pineta il terreno è ricoperto da uno strato di
foglie, a forma di aghi, di colore marrone; ci
sono poi pigne sparse qua e là, rami secchi,
qualche fungo, alcuni resti di animali, cioè
sostanza organica ormai morta che si
deposita in continuazione.
Ora siamo in un bosco di castagni e queste
piante ogni autunno perdono tutte le foglie
che vanno a formare un soffice tappeto in
terra insieme a pezzi di rami, frutti ecc.
Domanda:
perché lo spessore di questo materiale non aumenta con il
passare del tempo?
•Se esso crescesse lentamente dopo centinaia di anni non
dovrebbe raggiungere diversi metri di spessore?
•Se invece lo trasportasse il vento non dovremmo trovare i
luoghi dove si accumula?
Se osserviamo da vicino le foglie cadute le
vediamo ricoperte di numerose macchie, e
quelle più in basso sono di un colore più
scuro ed è facile spezzettarle. Se scansiamo
lo strato superficiale si vede sotto un soffice
terreno con tantissimi pezzettini di foglie o di
rami dove circolano formiche, maialini di
terra, insetti, lombrichi ed altri vermi.
PRIME CONCLUSIONI
RICOSTRUZIONE STORICA
L’uomo, durante la sua storia, ha lentamente imparato ad allevare alcuni animali e a coltivare
delle piante per potersi meglio alimentare, e ha cosi cominciato a tagliare il bosco per poter
avere terreno agricolo. Nell’agricoltura tradizionale tutti i rifiuti organici venivano recuperati e
portati alla “letamaia” e li lasciati trasformare in concime che, successivamente, veniva utilizzato
nei campi. Oggi la situazione è diversa; molte persone vivono in città e mischiano i rifiuti organici
con altri, non degradabili, che vengono successivamente ammucchiati in grande quantità nelle
discariche o bruciati. L’agricoltura si è molto industrializzata ed ha separato le coltivazioni dagli
allevamenti animali e così i rifiuti di quest’ultimi, concentrati in poche zone, provocano
l’inquinamento, soprattutto delle acque, e non ritornano più al terreno come concime organico,
sostituito con fertilizzante chimico.
In questo modo il ciclo
naturale si è interrotto
con il risultato di avere
prodotti più abbondanti,
ma di minore qualità
nutritive e salutari,
mentre i terreni
diventano sempre più
poveri di humus e
meno vitali.
SITUAZIONE LOCALE
Buti è un paese caratteristico per la
coltivazione dell’ulivo e, durante la raccolta
del frutto, finiscono sulle reti una parte di
foglie che, al frantoio, vengono separate con
un ventilatore che le soffia all’esterno.
Qui si vede (in basso) il mucchio a metà
stagione; è già piuttosto grande e
rappresenta un problema perché occupa il
piazzale e gli operatori non sanno dove
smaltirlo.
Se si osservano, da vicino, le foglie più
vecchie hanno già cambiato colore e
stupiscono per il calore che emanano.
Infatti la temperatura all’interno del
mucchio risulta di 52 °C. Ciò vuol dire che
ci sono bioriduttori invisibili che stanno
attaccando le foglie e liberano il calore da
esse posseduto, ma, in
queste condizioni di scarsa umidità, e,
soprattutto di mancanza di ricambio di
aria, questi esseri microscopici si
sviluppano con difficoltà e la
trasformazione sarà, quindi, lenta. Se
creiamo, invece, le condizioni per farli
vivere bene, questi trasformeranno le
foglie e gli altri materiali organici più
velocemente, senza emettere cattivi odori.
Potremo, così, ottenere del buon concime
per il nostro orto in pochi mesi.
DESCRIZIONE DELLA PIATTAFORMA
Verrà costruita in cemento, ed avrà una
scanalatura a forma di “U” per raccogliere le
acque non trattenute dal materiale; infatti esse,
passando attraverso la sostanza organica,
potrebbero raccogliere microrganismi dannosi
alla salute dell’uomo (che moriranno in seguito
per effetto delle alte temperature ). Inoltre le
acque non devono finire sottoterra perché
porterebbero via sostanze nutritive, che invece
recupereremo tramite un pozzetto e ributteremo
sul cumulo. Nella scanalatura, infine, verrà
sistemato un tubo di plastica con dei fori che
serviranno per far passare l’aria indispensabile
alla vita dei microrganismi. La scanalatura verrà
poi ricoperta con mattoni per non farci cadere del
materiale. Nella zona centrale una fila di
tabelloni porterà ancora altra aria attraverso fori
fatti sul cemento sovrastante. Nel tratto di
raccordo dai tubi al pozzetto verranno collocate
due prese d’aria che possono essere collegate
ad un ventilatore quando si riterrà necessario.
COSTRUZIONE DELLA PIATTAFORMA
La base è pronta, il pozzetto è piazzato
ma non ancora collegato con i tubi che
devono essere messi nella scanalatura e
poi ricoperti con i mattoni.
Anche l’ultimo mattone è stato messo, si
spazza e non appena il pozzetto sarà
collegato
si
può
cominciare
la
sistemazione del materiale accumulato in
precedenza.
ESECUZIONE DEL CUMULO
Tutto il materiale in precedenza accumulato (foglie di ulivo, erbacce dell’orto,
erba di vari giardini, segatura, scarti di mensa, cenere ecc.) è stato
opportunamente sistemato e ricoperto con la paglia che dovrà servire a
mantenere il calore e a non far penetrare troppa acqua piovana. Durante la
sistemazione sono stati distribuiti diversi litri di acqua per aumentare l’umidità,
15 kg di nitrato ammonico per aumentare la quantità di azoto, 50 kg di
microrganismi selezionati (una specie di polvere nera, fornitaci dalla ditta
Eugea di Perignano di Lari) per aumentare la carica microbica.
Ora i nostri bioriduttori hanno
cibo, umidità e aria e
aspettiamo che si sviluppino
rapidamente accelerando al
massimo la decomposizione.
Se la temperatura interna
dovesse superare i 65°C
bisognerà ventilare aria, o
rivoltare, o ridurre le
dimensioni in modo da
disperdere un parte di calore.
COMMENTO
Le temperature sono state prese tutte le
mattine, (escluse le domeniche) alle ore 8, da
due alunni alla volta. La corretta sistemazione
del materiale nel cumulo ha favorito un rapido
sviluppo e una intensa attività dei
microrganismi. La sostanza organica ha
incominciato a decomporsi liberando il calore
da essa posseduto e come si vede dal
grafico, in 8 giorni, la temperatura, (nella
zona intermedia) è arrivata a 66 °C. E’ stato
impressionante vedere il cumulo fumare e
bastava appoggiare una mano sulla paglia
per avvertire il calore. Con il passare del
tempo, l’altezza del cumulo diminuiva, il
materiale si pressava e l’aria all’interno si
riduceva sempre di più. Anche l’umidità
diminuiva per l’elevata evaporazione. In
seguito alla mutata situazione i microrganismi
incominciano a trovarsi in difficoltà e
rallentano la loro attività, allora la temperatura
scende. Il giorno 26 febbraio abbiamo
rivoltato il tutto.
Interno della cassetta che protegge
i tre termometri i quali, tramite un
cavetto e una sonda finale, ci danno
la temperatura interna del cumulo.
Le tre sonde sono state infilate
dentro tubi di plastica disposti uno
nella parte alta, uno nella parte
intermedia e uno nella parte bassa
per poter osservare anche le
differenti temperature nelle varie
zone del cumulo.
TABELLA TEMPERATURE (dal 28 gennaio al 24 febbraio)
GIORNO 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
T. IN ALTO 7 29 52 54 65 64 65 59 54 49 46 46 48 49 49 49 44 40 49 49 47 46 45 44 42
T. IN MEZZO 8 25 35 42 52 58 63 66 64 62 62 61 61 61 61 61 61 58 60 60 60 60 58 58
57
T. IN BASSO 8 20 30 44 53 52 57 64 60 56 53 52 53 51 51 45 41 43 43 47 48 46 44 42
43
TABELLA TEMPERATURE (dal 26 febbraio al 22 marzo)
GIORNO 26 27 28 29 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
T. IN ALTO 13 20 34 52 67 72 74 - - - - 16 32 41 45 43 42 42 43 44 47 48 51
T. IN MEZZO 14 23 45 69 70 71 72 64 62 61 62 20 30 33 36 39 38 40 40 39 39 38 39
T. IN BASSO 15 23 36 45 54 61 63 60 58 55 58 22 27 26 27 26 25 27 26 27 27 28 30
TABELLA TEMPERATURE ( dal 28 marzo al 24 aprile )
Giorno 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
T. in alto 51 49 46 46 44 36 35 27 26 PASQUA 23 22 22 22 20 19 22
T. in mezzo 37 34 33 35 35 34 33 25 24 24 23 23 23 23 19 22
T. in basso 30 30 30 32 31 29 29 25 24 22 21 21 21 20 19 20
COMMENTO
Dal 23 marzo le temperature hanno iniziato a scendere fino a portarsi vicino ai 20
°C per poi restare quasi uguali. Osservando il materiale abbiamo visto che è molto
diverso dalla prima sistemazione: il colore è scuro, le parti erbacee non si
riconoscono più e si sono sbriciolate, le foglie d'ulivo, che sono più dure, si
riconoscono ancora, ma si spezzettano con facilità. Ora si possono vedere colonie
di muffe diffuse e, muovendo il materiale, si diffonde un profumo di funghi. Il 10
aprile abbiamo visto in azione alcuni lombrichi del tipo sottile, lunghi e rossi. Siamo
ormai nell’ultima fase di trasformazione che avviene a temperature basse e per
opera prevalente proprio dei funghi e dei lombrichi. Il 17 aprile abbiamo interrotto la
misurazione delle temperature perchè ormai non cambieranno che di pochi gradi e
lasciamo che il materiale, anche quello più duro, finisca di trasformarsi
DATI ED ESPERIENZE
le dimensioni del cumulo, (risultate di
2.50 m di larghezza, 1,35 m di altezza e
5 m di lunghezza) esse ci servono per
calcolare il volume di tutto il materiale
compostato. Altri misurando il peso di
uno scatolone ripieno dello stesso
materiale e il suo volume hanno ricavato
un peso specifico di 0,225 kg/dmc, da
ciò, abbiamo calcolato che all'incirca
disponiamo di 21q di sostanza organica
Siccome alla fine potremo pesare il
compost e confrontare l'umidità iniziale
con quella finale, sapremo di quanto si è
ridotto il peso complessivo. Il controllo
dell'altezza verrà ripetuto ogni 15 giorni.
La larghezza e l'altezza sono misure
importanti da considerare perché se il
cumulo viene fatto stretto e basso la
massa si raffredda, se largo o alto verrà
presto a mancare l'aria nella parte
centrale e di conseguenza ci sarà
costipazione per l'eccesso di peso.
Visualizzazione microrganismi.
Nelle scatole di plastica si sono
sviluppate colonie dei più importanti
tipi di bioriduttori che, riprodottisi in
miliardi di individui hanno formato
macchie visibili ad occhio nudo.
Questi esemplari ci sono stati forniti
dalla facoltà di Agraria
dell’Università di Pisa.
Verifica presenza di CO2. Vista la
difficoltà nel ridurre la temperatura,
salita oltre i 65°C, abbiamo posto un
tubo di plastica con molti fori che
percorresse la parte centrale del
cumulo e che, con una curva a 90°,
risalisse in superficie, per innestare una
circolazione di aria fredda. Nello stesso
tempo, questo tubo, si rendeva utile per
estrarre aria proveniente dall’interno del
cumulo e per verificare questa ipotesi:
“se i microrganismi erano vitali e
respiravano allora, con il passare dei
giorni, l’atmosfera interna doveva
diventare sempre più povera di
ossigeno e ricca di anidride carbonica”.
Abbiamo operato in questo modo: chiusa l’entrata dell’aria abbiamo applicato un imbuto
all’altra estremità del tubo collegato ad una bottiglia contenente acqua di calce (si
ottiene sciogliendo un po' di calce nell’acqua, si aspetta che schiarisca e poi si preleva).
Per risucchiare l’aria abbiamo utilizzato una tanica di 10 litri piena d'acqua anch’essa
collegata alla bottiglia. L’acqua, uscendo dalla tanica, richiamava aria e quest’aria era
costretta a passare nell’acqua di calce. L’anidride carbonica presente ha reagito con la
calce e ha fatto intorbidire l’acqua.
Misura del grado d'acidità. Abbiamo
messo 50 grammi di sostanza organica
nell’acqua per due ore, poi abbiamo
filtrato e confrontato il colore della
cartina, bagnata con tale acqua, con i
colori di riferimento. Il pH è risultato: 6,5
all’inizio, 7,5 a metà processo e 7 a
compost maturo (misure approssimate).
Misura del grado di umidità e della
quantità di ceneri.
Abbiamo preso 100 grammi di foglie dal
cumulo appena fatto e le abbiamo tenute
nel forno di cucina a 100-150°C per tre
ore, dopo averle pesate le abbiamo
incendiate ottenendo cosi le ceneri.
DIVULGAZIONE DELL’ESPERIENZA
Una parte del compost maturo sarà
utilizzata nel nostro orto che, oltre a
darci buoni vegetali, ci serve anche
come laboratorio all’aperto per
osservazioni di scienze. Un’altra parte
la utilizzeremo per distribuirla, in piccole
confezioni (che ciascuno si preparerà
con le proprie mani ), agli alunni della
scuola media e a quelli delle quinte
elementari; dopo aver mostrato loro
come lo abbiamo ottenuto e perché è
importante farlo. Infine altre confezioni
le distribuiremo alle famiglie in
occasioni pubbliche come sagra della
castagna, mostra di fine anno ecc., e in
manifestazioni a carattere ambientalista
Prove di germinazione. Abbiamo preso 15 scatole
di Petri, in ognuna abbiamo messo un po’ di cotone
e sopra un filtro di carta, sopra al filtro 50 semi di
crescione (Lepidium Sativum) e annaffiato con:
A) 5 scatole con acqua di
rubinetto
B) 5 scatole con acqua e
compost
C) 5 scatole con acqua e
concime chimico
Media dei risultati:
1.dopo 3 giorni erano germogliati
45 semi; dopo 6 giorni le piantine
avevano raggiunto 4 cm di
altezza.
2.dopo 3 giorni erano germogliati
47 semi e dopo sei giorni
l’altezza era di 5 cm.
3.dopo 3 giorni erano germogliati
46 semi e l’altezza era di 6 cm.
ANALISI FOGLIE DI ULIVO
Laboratorio ARPAT (Pisa)
Sostanza organica
Grado di umidità
Rapporto Carbonio-Azoto
Carbonio organico
Azoto organico
93,78%
43%
18
54,5%
3%
ANALISI COMPOST
Laboratorio Arpat (PI)
Sostanza organica
Grado di umidità
Carbonio organico
Azoto totale
Cadmio mg/Kg
Mercurio
Zinco
Nichel
Cromo totale
Piombo
Rame
MATERIALE USATO
70% foglie di ulivo (dal frantoio)
20% sfalciature giardini scuole
5% erbacce orto scolastico
5% rifiuti mensa, paglia,
cenere, segatura.
ISTRUZIONI PER L’USO
Cospargere 1 cm di compost sulla superficie del
vaso, mescolare con lo strato superficiale del terreno
e annaffiare. ripetere dopo alcuni giorni se
necessario.
MODALITA’ DI CONSERVAZIONE
Tenere in un luogo fresco e asciutto.
QUESTO E’ UN PRODOTTO VITALE
Con il tempo perde le sue proprietà
46,2%
45%
26,9%
1,4%
< 0,1
0,7
118,3
39,4
9,9
39,4
49,3
Miglioramento
del
terreno
dell’orto. Il nostro orto è situato
su di un terreno di riporto molto
argilloso (proveniente da una
cava del vicino paese di
Calcinaia); dopo 5 anni di
trattamento con il nostro compost
è diventato sempre piu sciolto,
soffice e facile da lavorarsi.
IL COMPOSTAGGIO COME METODO
ALTERNATIVO ALLO SMALTIMENTO DEI
RIFIUTI IN DISCARICA
La produzione dei rifiuti in Italia è in costante aumento. Da una recente indagine
risulta che da una media di 0,8 kg per abitante nel 1985, si è passati alla media di
circa 1,5 kg d’oggi.
In altre parole ognuno di noi accumula ogni giorno 1,5 Kg di rifiuti da smaltire; ciò
vuol dire 45 kg al mese e 547,5 kg di rifiuti l’anno.
In Toscana si producono ogni giorno 5100 tonnellate di rifiuti solidi urbani ai quali si
dovrebbero aggiungere i più consistenti quantitativi provenienti dalle lavorazioni
artigianali ed industriali.
Per completare il quadro si tenga presente che nella provincia di Pisa si producono
giornalmente circa 600 tonnellate di rifiuti solidi urbani e nel comune di Buti il
quantitativo medio ammonta a circa una tonnellata al giorno.
Allora viene naturale una domanda. Ma tutti questi rifiuti dove finiscono?
LA SITUAZIONE DEI RIFIUTI INITALIA
In Italia quasi la metà dei rifiuti
finiscono ancora in discariche non
controllate mentre si sa che circa il
30% di essi sono di natura organica
e quindi compostabili.
La gran parte dei rifiuti organici sono
scarti di cucina che potrebbero
essere separati e messi con criterio
in appositi contenitori chiamati
digestori e qui, con particolari
accorgimenti, lasciati trasformare in
humus per il giardino ecc.