Il nuovo materiale usa materie biocompatibili ed unisce la caratteristica di biodegradabilità alla capacità di fertilizzare il terreno in seguito alla sua dissoluzione
I teli protettivi sono molto usati in agricoltura per proteggere le coltivazioni più delicate. I materiali più utilizzati sono di natura plastica e comportano quindi problemi legati alla biocompatibilità e allo smaltimento. Un nuovo materiale tessuto-non-tessuto (tnt) è stato presentato durante l’evento E-nnovate 2020. Il materiale è ottenuto attraverso agugliatura ed è costituito da lana e piume di pollo. Il tnt ha un’elevata capacità idrica, aderisce bene al terreo ed è destinato a coprire vari superfici, da terreni con erbacce a discariche nuove, scarpate ferroviarie, piste da sci ecc. In più, il materiale si degrada per il 70% dopo 2-3 mesi. In seguito alla degradazione, l’azoto rilasciato dalla lana e dalle piume arricchisce il terreno di nutrienti, sostituendosi ai fertilizzanti.
Il materiale è il prodotto di una ricerca condotta presso il ŁUKASIEWICZ Research Network – Institute of Biopolymers and Chemical Fibers, Lodz, e l’Univeristy of Agriculture, Krakow, entrambe in Polonia. Abbiamo intervistato gli inventori Krystyna Wrześniewska-Tosik, Tomasz Mik, Ewa Wesołowska, Tomasz Kowalewski, Damian Walisiak, Michalina Pałczyńska, Dariusz Dębiec, Piotr Kacorzyk.
Il processo creativo è sempre un aspetto affascinante. Parlateci un po’ del perché avete pensato a questa invenzione e quali sono gli obiettivi.
“Al giorno d’oggi i problemi ambientali sono di particolare importanza. La politica legislativa sta costringendo l’industria a cercare e utilizzare risorse rinnovabili che possano sostituire i prodotti petroliferi convenzionali. Recentemente, ricercatori e industrie cercano di trovare nuovi modi di utilizzare i rifiuti organici per sviluppare prodotti rinnovabili e sostenibili con valore aggiunto. Se si considerano i flussi di rifiuti più abbondanti, unici e poco costosi a livello globale che potrebbero essere utilizzati per applicazioni a valore aggiunto, l’industria avicola non può essere trascurata. Il flusso di rifiuti nell’industria del pollame è costituito da piume, organi interni, sangue, ossa, pelle, piedi e residui di carne. Da questi coprodotti, in particolare, le piume di pollame hanno attirato il nostro interesse”.
“L’obiettivo principale del progetto è quello di creare un concetto di metodi di gestione dei rifiuti e dei sottoprodotti della produzione animale, auspicabile dal punto di vista economico e degli effetti sociali. Il progetto comprende l’elaborazione e la creazione delle linee guida per l’implementazione della produzione di nontessuti ecologici e protettivi con l’aggiunta di piume per la copertura della miscela erbacea su terreni difficili. Durante la formazione di queste superfici, grandi quantità di terreno si spostano, estraendo in superficie la roccia madre, povera di sostanze nutritive e di vita biologica, necessarie per lo sviluppo delle piante. Le precipitazioni, particolarmente intense, risciacquano i semi, il terreno e li spostano nelle parti basse della zona”.
Inoltre, la bassa capacità idrica del suolo, la grande pendenza del terreno provoca una rapida essiccazione dello strato superiore del suolo. Questo è particolarmente svantaggioso nella prima fase di sviluppo delle piante, perché l’apparato radicale è sottosviluppato e non può utilizzare acqua e sostanze nutritive che si trovano negli strati più profondi del terreno, così spesso nei giorni caldi le piantine delle piante si perdono. La soluzione ai problemi di cui sopra è l’applicazione di un tnt protettivo. Il tnt possiede le seguenti proprietà utili: colore chiaro, massa superficiale di circa 150-300 g/m2, buone proprietà adesive, grande capacità idrica, struttura adeguata”.
“Questo tnt protegge i semi e il terreno dal lavaggio, limita la forza d’impatto delle gocce di pioggia sugli aggregati del terreno, inibisce il deflusso dell’acqua piovana. Su terreni sassosi, il più delle volte sui pendii, non siamo in grado di coprire tutti i semi seminati con terra. Il tnt pesante preme i semi sul terreno, li ricopre e migliora le condizioni per la germinazione e lo sviluppo delle piantine. Le proprietà del tnt per la ritenzione dell’acqua piovana e l’acqua risultante dalla rugiada formatasi durante la notte, e poi la sua lenta evaporazione durante il giorno a causa del colore chiaro del tnt è molto importante per le piante giovani. Il microclima creato sotto la copertura con l’aumento dell’umidità provoca una diminuzione dell’ampiezza della temperatura tra il giorno e la notte rispetto alle superfici scoperte”.
“Il tnt diminuisce la perdita di azoto ammoniacale che fuoriesce dal suolo verso l’atmosfera, è una fonte di componenti fertilizzanti durante la sua biodegradazione. L’applicazione del tnt biodegradabile ne consentirà lo smaltimento rapido ed economico sul luogo di utilizzo e questo è il più piccolo onere ambientale nel ciclo di vita di tutti i prodotti, che è un effetto economico ed ecologico misurabile. La realizzazione dell’obiettivo del progetto contribuirà in larga misura alla gestione dei rifiuti difficilmente biodegradabili sotto forma di piume e un nuovo assortimento apparirà sul mercato target dei tessuti non tessuti”.
In che modo la vostra invenzione migliora le tecnologie esistenti?
“Attualmente sono disponibili sul mercato vari tipi di tnt basati su materie prime derivate dal petrolio e non sono biodegradabili. Finora non è stato sviluppato nessun materiale che utilizza piume di pollame di scarto. Gli innovativi tnt protettivi con l’aggiunta di piume di scarto sviluppati nel progetto sono realizzati con materie prime di origine naturale. Un ulteriore vantaggio è la possibilità di controllare il tempo di decomposizione microbiologica attraverso la proporzione di frazioni di piume nel tessuto non tessuto prodotto. Più alto è l’additivo di piume, più lungo sarà il tempo di biodegradazione. I tnt di protezione contengono solo componenti di origine naturale. A causa del contenuto di materia organica nella loro composizione, saranno una preziosa fonte di ingredienti fertilizzanti per piante e microrganismi del suolo. La soluzione proposta è amichevole per l’ambiente e la salute umana, garantendo allo stesso tempo la riduzione dei rifiuti di biomassa sotto forma di piume, depositati e inquinanti per l’ambiente”.
L’idea è già stata brevettata o pensate di brevettarla?
“La domanda di brevetto n. P.430284 è stata preparata e presentata. In futuro speriamo che i nostri non tessuti siano coperti da una tutela brevettuale completa”.
Quale sarà il prossimo passo? Come pensate di migliorare la vostra invenzione o la sua diffusione?
“Abbiamo in programma l’implementazione della nostra soluzione da parte di un partner industriale polacco, ma non escludiamo l’ingresso nel mercato estero se c’è una proposta da parte degli imprenditori. I tnt innovativi saranno offerti agli enti che si occupano della protezione degli argini, delle piste da sci, degli argini per le inondazioni, così come alle aziende che si occupano della manutenzione del verde urbano. Tra i beneficiari vi saranno anche gli impianti di miglioramento, dato che in Polonia oltre il 70% degli argini alluvionali richiede un intervento di ristrutturazione. Abbiamo in programma di diffondere il nostro prodotto in vari tipi di fiere dell’innovazione, mostre, nei social media, saranno preparati opuscoli che promuovono il prodotto”.
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