Comparative analysis of Ecodiserbo system and traditional herbicides : an LCA study

This study aims to perform an LCA study on Ecodiserbo System®, an innovative weed control system by Demetra, an Italian company specialized in the care of green areas. The development of new herbicidal systems not involving the use of traditional pesticides has been encouraged by recent regulations, which require to reduce the application of harmful products, in particular in urban environment. Ecodiserbo System® is able to eliminate unwanted plant species using hot water and Ecodiserbo Solution, a biodegradable coconut-based surfactant which forms an insulating foam to ensure a prolonged contact between the weed and hot water, in order to inhibit the vital functions of the vegetal species. The machine used to distribute hot water and foam on the soil was developed in collaboration with VEMA s.r.l., a company specialized in industrial cleaning systems. The purpose of this thesis work is to analyze this modern weeding system through Life Cycle Assessment, a structured method that allows to quantify the potential impacts on the environment and human health, starting from consumption of resources and emissions. In particular, the study focuses on comparing three different types of application on weeds: with operator, tractor and electric cart. Only the first spreading method is currently used, however this comparison analysis is useful to evaluate future improvements of the machine. To assess the real advantages of this system, a similar analysis is also carried out with two traditional herbicides present on the market: glyphosate and pelargonic acid. For these products, commercially available systems comparable to the one of Ecodiserbo System® have been considered. In order to perform an exhaustive analysis, an emissions model was also considered and the effective amount of product that deposits on the plants evaluated, as well as how much of it reaches soil, air, groundwater and surface water.

Questo studio nasce dall’interesse di Demetra s.r.l., azienda specializzata nella cura delle aree verdi, di effettuare un’analisi LCA sul suo innovativo metodo di diserbo, Ecodiserbo System®. Lo sviluppo di moderni sistemi di controllo delle piante infestanti che non utilizzino erbicidi tradizionali è stato incentivato dalle recenti normative, che impongono di ridurre l’utilizzo di pesticidi dannosi per la salute, in particolare nelle aree urbane. Ecodiserbo System® è in grado di eliminare specie vegetali indesiderate grazie all’utilizzo di acqua calda e di Ecodiserbo Solution, un tensioattivo biodegradabile a base di cocco; quest’ultima forma una schiuma isolante in modo da garantire un contatto prolungato tra le piante e l’acqua calda ed inibire così le funzioni vitali dell’infestante. Il macchinario utilizzato per distribuire acqua calda e schiuma sul terreno è stato sviluppato in collaborazione con VEMA s.r.l., azienda che si occupa di sistemi di pulizia industriale. L’obiettivo di questa tesi è quello di analizzare l’impatto ambientale dell’utilizzo di questo moderno sistema di diserbo tramite la metodologia dell’analisi del ciclo di vita (Life Cycle Assessment). Questo tipo di studio permette di calcolare diversi indicatori di impatto considerando il consumo di risorse e le emissioni di ciascun processo analizzato. In particolare, lo studio si concentra sul confronto di tre diverse tipologie di applicazione sulle infestanti: con operatore, con trattore e con veicolo elettrico. Di queste, solo la prima risulta attualmente già disponibile all’utilizzo; l’analisi delle altre tipologie è utile all’azienda per valutare eventuali futuri sviluppi del macchinario. Per valutare il reale beneficio di questo sistema, viene svolta la stessa analisi anche con due erbicidi tradizionali presenti in commercio: glifosato e acido pelargonico. Per questi prodotti sono stati ipotizzati sistemi applicativi presenti sul mercato comparabili con quello di Ecodiserbo System®. Al fine di rendere l’analisi esaustiva, è stato considerato anche un modello di emissioni per valutare la quantità reale di prodotto che si deposita sulle piante e quanto invece viene assorbito dal suolo, quanto volatilizza e quanto raggiunge falde acquifere e corsi d’acqua.