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Innovative approaches to turn agricultural waste into ecological and economic assets

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I rifiuti agricoli contribuiscono alla transizione verso un’economia a zero rifiuti

Ricercatori europei e organizzazioni asiatiche partner hanno lavorato insieme ad alcune parti interessate per portare l’economia circolare nel settore agricolo. Questo obiettivo prevede la creazione di nuove tecnologie e biomateriali, promuovendo contemporaneamente la prevenzione dei rifiuti e il loro riutilizzo e riciclo.

Cambiamento climatico e Ambiente

La nascita della società a rifiuti zero significa concentrare sempre più l’attenzione sulla prevenzione dei rifiuti. Ciò è possibile riprogettando i cicli di vita delle risorse in modo tale da incoraggiare la produzione, il consumo, il riutilizzo e il recupero responsabili di prodotti e imballaggi. L’obiettivo è che nessun materiale di scarto venga conferito in discarica, incenerito o scaricato negli oceani o nell’atmosfera. Il progetto NoAW, finanziato dall’UE, ha affrontato tale sfida sviluppando soluzioni innovative per convertire in risorse utili sottoprodotti agricoli come la paglia, il letame e gli scarti dei vigneti. «Abbiamo convertito rifiuti agricoli precedentemente inutilizzati in bioenergia e bioprodotti con vantaggi diretti per l’ambiente, l’economia e i consumatori», afferma la coordinatrice del progetto Nathalie Gontard.

Nuovi strumenti per nuove tecnologie

I membri del consorzio, insieme alle parti interessate, hanno creato strumenti innovativi di eco-design per valutare la migliore gestione dei rifiuti agricoli su scala regionale, con l’aiuto della piattaforma di scambio di conoscenze degli stakeholder di NoAW, applicando tali strumenti a casi di studio. Inoltre, hanno sviluppato tecnologie per sostituire la produzione di plastica basata sul petrolio e destinate alla bioenergia, ai biofertilizzanti, ai bio-imballaggi e a biomolecole ed elementi costitutivi per sostituire un’ampia serie di equivalenti non rinnovabili a base di petrolio. NoAW ha anche migliorato la digestione anaerobica, una tecnologia matura di conversione dei rifiuti, dividendola in un processo a due fasi. In primo luogo, i partner del progetto hanno condotto un’esplosione umida (WEx, Wet Explosion) di rifiuti agricoli, al fine di pretrattare il materiale prima di convertire la lignina nei suoi componenti (cellulosa, emicellulosa e lignina). La procedura WEx ha previsto un pretrattamento termochimico con l’aggiunta di ossigeno e una decompressione esplosiva, che può essere regolata per processi biocatalitici e microbici successivi.

Riduzione in CO2

Il processo di digestione anaerobica in due fasi ha prodotto biogas composti da idrogeno, metano e CO2, oltre ad acidi grassi volatili e fertilizzante digestato ricco di sostanze nutritive. I ricercatori hanno poi utilizzato l’elettrosintesi microbica per trasformare il biogas di digestione anaerobica in biometano e bioidrometano, da impiegare come biocarburanti per il settore automobilistico o da immettere nella rete di gas naturale. I partner del progetto hanno inoltre migliorato la qualità microbica e chimica del digestato per garantirne l’utilizzo sicuro come fertilizzante, riportando dunque le sostanze nutritive nei terreni in cui vi sono scarse possibilità di utilizzo del letame. Grazie all’utilizzo della digestione anaerobica per il trattamento del letame, la disponibilità di azoto è aumentata del 5-20 %, il che potrebbe comportare una riduzione dell’utilizzo di fertilizzante minerale del 10 %, una cifra compresa tra le 3 e le 5 milioni di tonnellate di CO2 in meno all’anno. I ricercatori hanno svolto la fermentazione degli acidi grassi volatili a partire dal processo di digestione anaerobica in due fasi utilizzando batteri per produrre poliidrossialcanoati (PHA) di poliestere naturalmente biodegradabili e riciclabili, che possono sostituire parzialmente la plastica prodotta a partire dal petrolio. Gli scienziati hanno migliorato le proprietà dei PHA utilizzando compositi con materiali di riempimento lignocellulosici e materiali attivi contenenti antiossidanti provenienti dai rifiuti della viticoltura. Secondo Gontard: «Grazie all’offerta di un’alternativa sostenibile alla plastica convenzionale da utilizzare negli imballaggi e in altre applicazioni, NoAW può aiutare l’industria e la società europee a raggiungere gli obiettivi dell’UE relativi all’energia e ai materiali rinnovabili, nonché a ridurre il riscaldamento globale e l’inquinamento persistente da plastica.» Inoltre, la collaborazione con i partner cinesi, di Hong Kong e taiwanesi del progetto, nonché con una piattaforma simile asiatica, ha permesso di estenderne la portata oltre l’Unione. Ciò fornirà una nuova visione, in linea con i principi dell’economia circolare, che potrà ispirare le generazioni future di agricoltori, agronomi e attori del settore alimentare a ripensare il significato e l’utilizzo delle colture. «Abbiamo sviluppato sinergie collaborative chiave, di natura rivoluzionaria, che ci auguriamo vengano sfruttate ulteriormente nel quadro nella prossima proposta di progetto collaborativo UE-Cina, nell’ambito di Orizzonte Europa», conclude Gontard.

Parole chiave

NoAW, rifiuti agricoli, plastica, economia circolare, processo di digestione anaerobica, PHA, digestione anaerobica, poliidrossialcanoati, acidi grassi volatili, rifiuti zero

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