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La sede di Como dell’Università dell’Insubria è centro di ingegnerizzazione e sviluppo di HYPATIA, uno dei progetti più interessanti in circolazione in materia di agricoltura sostenibile. Un tema che, con il crescere della popolazione mondiale e la necessità di soddisfare un fabbisogno di cibo esponenzialmente in crescita (la FAO parla di un aumento del 70% della richiesta di produzione globale di grano per il 2050), sta diventando di prioritaria importanza non solo in Italia.

Grazie al finanziamento della Fondazione Cariplo e alle competenze del Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia di Uninsubria, dell’Istituto di Cristallografia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), e alla compartecipazione dell’IFAPA di Cordoba e della Universitad de Granada, il gruppo di lavoro italo-spagnolo sta sviluppando fertilizzanti intelligenti basati sulle nanotecnologie.

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Il gruppo di lavoro di HYPATIA

Il problema che HYPATIA (HYdroxiaPATItes for sustainable Agriculture) si prefigge di risolvere è facilmente spiegabile in linea generale: oggi in agricoltura si impiegano grandi quantità di fertilizzanti chimici ricchi di nutrienti quali azoto, fosforo e potassio che, durante la somministrazione, si disperdono in parte nell’aria, in parte vengono drenati dal terreno prima di essere assorbiti dalle radici delle coltivazioni. Più in dettaglio, secondo i dati ufficiali oltre il 50% di azoto viene dilavato via o disperso in forma di gas durante la stesura, e solo il 20% del fosforo che viene estratto risulta utilmente impiegato in agricoltura. Oltretutto questo forte impiego di sostanze riduce sensibilmente risorse non rinnovabili (quali i giacimenti di fosfati) e porta ad alti tassi di inquinamento.

La soluzione proposta dal gruppo di lavoro guidato da da Norberto Masciocchi (Uninsubria) e Antonella Guagliardi (CNR) è quella di impiegare fertilizzanti intelligenti ottenuti mediante l’impiego di nanotecnologie. Si tratta di nanoparticelle realizzate con apatite biomimetica (un materiale simile alla componente minerale delle ossa), ingegnerizzate e sviluppate nei laboratori di Uninsubria, che una volta depositate nel terreno rilasciano i nutrienti gradualmente con una tempistica controllata, così che possano essere assorbiti dalle coltivazioni, con uno spreco nullo o minimo. I tempi di rilascio possono andare da alcune ore fino a diverse settimane, a seconda della modificazione chimica introdotta in nanoparticelle “drogate”.

Così facendo, oltre ad evitare gli sprechi, la quantità di nutrienti impiegati sarà molto ridotta rispetto alle tecniche impiegate oggi, a fronte di un’efficacia esponenzialmente superiore: questo si converte in un rapporto costi/benefici molto vantaggioso.

I nanofertilizzanti così realizzati non sono tossici e possono essere preparati con tecniche industriali a basso costo e facilmente scalabili per la produzione di massa. Per raggiungere l’obiettivo è stato necessario sviluppare tecniche avanzate di caratterizzazione dei nanomateriali. I ricercatori hanno inizialmente affrontato l’applicazione delle nanoparicelle a piante di gran duro, una una delle coltivazioni fondamentali per il fabbisogno di cibo; il gruppo spagnolo ha poi integrato le competenze per allargare l’ambito di ricerca anche ai vigneti. Fondamentale sono stati la selezione dei nutrienti necessari per tipi di coltivazioni differenti, i test controllati “sul campo” (tuttora in corso) e l’ingegnerizzazione delle nanoparticelle al fine di ottenere il rilascio efficiente e controllabile della quantità adeguata di nutrienti.

Ieri sono stata a Como a incontrare il gruppo di lavoro al completo, e ho appreso come i test siano in fase avanzata. In questi giorni si stanno svolgendo alcune delle sessioni di test al Sincrotrone nei pressi di Zurigo (da non confondere con gli acceleratori del CERN), un acceleratore di particelle che permette di analizzare le nanoparticelle alla scala atomica. Esattamente quello che serve per capire se le nanoparticelle siano state realizzate in modo corretto. Le misurazioni si ripeteranno nei prossimi mesi, e nel frattempo si procederà con il deposito dei brevetti e di tutto il necessario per procedere con la produzione.


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