I pomodori e le forze di schiacciamento
I pomodori sono vegetali morbidi e fragili, soggetti a subire danni notevoli (ad esempio ammaccature) nelle fasi di raccolta e trasporto. Il progetto MMMDT (Multi-scale modelling of mechanical damage to tomatoes), finanziato dall’UE, ha creato modelli delle forze meccaniche che agiscono sui pomodori durante la manipolazione. Il team è stato così in grado di predire il volume dei danni interni per il vegetale. Innanzitutto, il gruppo ha determinato l’anatomia interna dei pomodori. Servendosi della microscopia a scansione elettronica, i ricercatori hanno misurato gli spessori della cuticola e delle pareti cellulari, nonché la disposizione e le dimensioni delle singole cellule in vari tessuti del pomodoro. Hanno inserito i valori medi in un modello ad elementi finiti, producendo elementi tridimensionali per ciascun tipo di tessuto. Il team ha valutato sperimentalmente le proprietà meccaniche multiscala dei pomodori in generale, il tessuto di ogni componente e le cellule all’interno dei tessuti. Il consorzio ha sviluppato e validato modelli di compressione dell’intero vegetale. Mediante un modello Hertz-Maxwell, i ricercatori hanno determinato la forza di compressione di picco a una deformazione del 15 %, il primo e secondo tempo di rilassamento, oltre a vari altri parametri tecnici. Altri dati sono stati ottenuti dalla letteratura. Per determinare la forza di rottura, gli studiosi hanno anche schiacciato i vegetali tra piastre parallele. I componenti del progetto hanno in seguito sviluppato e validato modelli a elementi finiti e meccanici multiscala dei pomodori. I modelli includevano varie strutture dei tessuti interni del pomodoro, utilizzate per simulare e valutare in termini quantitativi la risposta del vegetale alla compressione. Le simulazioni della deformazione del vegetale eseguite con i modelli hanno evidenziato l’assenza di rotture avvenute nella buccia. Le cellule danneggiate si trovavano in massima parte nei tessuti del pericarpo e vicino allo stelo. Il volume interno danneggiato aumentava in proporzione alla forza. Il progetto ha realizzato in modo soddisfacente tutti gli obiettivi. Il lavoro ha predetto correttamente la quantità di danno interno causato dalla pur minima compressione. Il lavoro di MMMDT ha illustrato come possano avvenire i danni ai pomodori durante le fasi di manipolazione e transito; sarà quindi utile a ridurre al minimo danni e scarti, con conseguente aumento degli utili.
Parole chiave
Pomodori, forze di schiacciamento, anatomia interna, danni da spedizione, imballaggio, MMMDT
