Bioraffinerie di lenticchia d'acqua

Dopo decenni di papers accademici, in America investimenti concreti. Funzionerà? A cura di Mario A. Rosato

Mario A. Rosato di Mario A. Rosato

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Pozzetto di scarico di acque di scolo agricole colonizzato dalla lenticchia d'acqua
Fonte foto: Mario Rosato - AgroNotizie

In un articolo precedente (La lenticchia d'acqua è davvero un concentrato di bioenergia?) avevamo segnalato le potenzialità di questa pianta, largamente coltivata come mangime in Oriente e assolutamente ignorata in Europa.
La lenticchia d'acqua (Lemna minor e specie affini) è una piccola pianta acquatica galleggiante, che spesso vediamo coprire la superficie dei fossati, stagni o lungo le rive dei corsi d'acqua a lento scorrimento.

Secondo uno studio della Fao (Duckweed - a potential high-protein feed resource for domestic animals and fish, R. A. Leng, J. H. Stambolie and R. Bell) si tratterebbe di una pianta quasi miracolosa. Essa sarebbe in grado di assorbire dalle acque grandi quantità di azoto, e in minore quantità anche fosforo e potassio. Tale fatto la renderebbe potenzialmente interessante come sistema di denitrificazione degli effluenti zootecnici. Fatto ancora più interessante: la pianta converte l'azoto assorbito dalle acque in proteine, rendendo mangimi di ottima qualità per avicoli, suini e pesci, da millenni utilizzati in Estremo Oriente. Infatti, il nome inglese è duckweed "erba delle anatre", che ne vanno ghiotte. Si tratta di una pianta quasi priva di lignina, quindi la sua biomassa è perfettamente digeribile.

Secondo lo studio Fao citato sopra, le rese per ettaro variano molto a seconda delle condizioni climatiche e della concentrazione di azoto disponibile nell'acqua su cui cresce la pianta: da un minimo di 8 ton SS/ha in Russia e Uzbekistan, fino ad un massimo di 79 ton SS/ha nel Sud degli Stati Uniti e 50 ton/ha in Israele.
I dati da letteratura vanno sempre presi con cautela, come già dimostrato più volte in questa colonna, specialmente quando si tratta di "soluzioni miracolose" (Si vedano: La bolla speculativa del bambù gigante, Dopo la bolla del bambù, la stevia, I biocarburanti da alghe Europa).

Analizziamo dunque con occhio critico le informazioni disponibili dalle diverse fonti.


Dalla California dichiarazioni trionfaliste: "Salveremo il mondo"

II gruppo formato da Greenbelt Resource Corporation e la cordata di imprenditori Duckweek Days si prepara ad investire ben 14 M Usd in una bioraffineria, basata su una idea della Fondazione Andrew J. Young, una Ong - puramente politica - che ha per scopo la lotta alla povertà rurale in America e Africa.

Stando alle dichiarazioni della Greenbelt, l'impianto produrrà una quantità non precisata di un "concentrato di proteine" per alimentazione animale e 1.893 m3/anno di bioetanolo dalla lenticchia d'acqua. Il sistema è già stato testato in un impianto pilota, costato 1,2 M Usd. Non sono disponibili informazioni sulla superficie coltivata con lenticchia d'acqua che fornirà la materia prima alla bioraffineria, né che tipo di acqua sarà il substrato di coltivazione (liquami agricoli, acque fognarie, acque addizionate con fertilizzanti?), né se gli stagni saranno aperti o posti all'interno di serre, e nemmeno le rese di biomassa attese. Non è neanche chiaro se il "concentrato di proteine" sia estratto esclusivamente dalla lenticchia d'acqua, o se contenga anche una frazione dei lieviti utilizzati nella fase di fermentazione alcolica del processo.

Benché sia comprensibile la riservatezza degli imprenditori su un processo così innovativo, tale mancanza di dati desta un po' di perplessità. Soprattutto se consideriamo che, stando ad uno studio della Università di Princeton la produzione di concentrato proteico sarebbe la trave portante per l'economicità del progetto, altrimenti la produzione di solo etanolo da lenticchia d'acqua non sta in piedi. 

Il modulo di bioraffineria della Greenbelt Resource
Foto 1: Il modulo di bioraffineria della Greenbelt Resource


Tanti parallelismi con il miraggio delle alghe

L'idea di produrre proteine concentrate e biocarburanti da Lemna minor e specie affini circola nella letteratura scientifica da almeno venti anni, con almeno un tentativo commerciale fallimentare documentato negli Usa nel 2011, vittima la PetroAlgae.

Per quanto riguarda la qualità nutrizionale della lenticchia d'acqua, abbiamo intervistato Afro Quarantelli (Università di Parma), il quale gentilmente ci ha fornito dati sulle ricerche da lui stesso condotte in Italia nel 1984.
Durante tali ricerche, la lenticchia d’acqua è stata coltivata in lagune, utilizzando il surnatante di digestati di reflui suini sottoposti a decantazione. Tale liquame conteneva 200 mg/l di azoto ammoniacale, 82 mg/l di fosforo totale, 1.300 mg/l di sostanza secca, e 650 mg/l di Cod.

La seguente tabella mostra i valori nutrizionali della lenticchia d'acqua coltivata alle nostre latitudini su tale refluo, comparata con un campione di erba medica (dati espressi in percento sull'umido, arrotondati).

Tabella valori nutrizionali della lenticchia d'acqua coltivata alle nostre latitudini su tale refluo, comparata con un campione di erba medica

Il profilo di aminoacidi riscontrato per la lenticchia d'acqua è comparabile a quello dell'erba medica. Inoltre la lenticchia d'acqua contiene β-carotene (23,9 mg/kg t.q.) e xantofille (42,1 mg/kg/t.q.), in quantità leggermente superiori all'erba medica. Il contenuto minerale della lenticchia d'acqua è anche interessante: ricca in calcio e fosforo. La produttività di biomassa, misurata durante l'indagine del 1984 condotta sul refluo citato, è stata pari a 9 g di biomassa secca/m2.giorno, equivalenti a 33 ton ss/ha.anno.

Tali informazioni di prima mano confermano che, nella Pianura padana, in zone di allevamento intensivo caratterizzate da acque molto nitrificate, possiamo scartare le rese fantascientifiche di una parte della bibliografia scientifica (statunitense e israeliana), ma la produttività dimostrata è di tutto rispetto. Si tratterebbe dunque di un potenziale di produzione di mangime proteico maggiore di circa 5-8 volte quello della soia, e circa il doppio rispetto all'erba medica.
Un fatto importante, non considerato nello studio dell'Università di Parma ma che andrebbe analizzato più in dettaglio: la produttività della lenticchia d'acqua aumenta con la temperatura, per cui, se si sfruttassero i digestati diluiti ed il calore residuo degli impianti di biogas, le rese di mangimi proteici da lenticchia d'acqua potrebbero essere ancora superiori. Certamente aumenterebbe il costo di impianto, perché sarebbe necessario creare lagune coperte da serre, ma una volta seminata la lenticchia d'acqua, non ci sarebbero costi né di aratura e né di sementi, solamente input termico per mantenere la temperatura ottimale ed un minimo costo di filtraggio per raccogliere la biomassa galleggiante.

Con tali proprietà nutrizionali, confermate anche da studi attendibili in Italia, non è da stupirsi che la produzione tradizionale di mangimi da lenticchia d'acqua sia un'attività stabile e redditizia per gli allevatori in estremo Oriente, almeno per quanto riguarda l'allevamento in piccola scala. Quello che sembra una forzatura, e forse la causa dei fallimenti dei progetti negli Stati Uniti e Israele, è la smania occidentale di voler produrre biocarburanti da biomasse che meglio si prestano per usi più nobili.


Conclusioni

La lenticchia d'acqua si conferma come una interessante alternativa da abbinare agli impianti di biogas, con il doppio scopo di valorizzare l'azoto dei digestati ed il calore residuo del motore. Nel caso di coltivazione in serra, è sicuro che l'arricchimento con CO2 proveniente dallo stesso impianto potrebbe aumentare ancora di più le rese, fatto che andrebbe incluso in una eventuale ricerca. Andrebbero però valutati gli aspetti legali: almeno in Italia, è probabile che le restrittive interpretazioni delle autorità locali ne complicherebbero l'iter autorizzativo per poter coltivare materia prima per mangimi direttamente su effluenti zootecnici, in stagni appositamente costruiti. Non va sottovalutato un possibile vuoto legale nella Direttiva nitrati, che non prevede minimamente la coltivazione di piante acquatiche. Poiché l'input di azoto necessario per la lenticchia d'acqua sarebbe superiore ai 300 kg/ha, ma poiché nel contempo si tratta di una coltivazione in stagni artificiali, è giusto applicare la direttiva come se l'input fosse al terreno?

Infine, la coltivazione su larga scala della lenticchia d'acqua potrebbe dare una mano nel controllo delle zanzare. Secondo uno studio dell'Università del Cairo (Effect of the duck-weed, Lemna minor vegetations on the mosquito, Culex pipiens pipiens, International Journal of Tropical Insect Science 13(03) · June 1992 DOI: 10.1017/S174275840001362X) i sinomoni rilasciati dalla lenticchia d'acqua fanno da repellente, impedendo alle zanzare la deposizione delle uova nello stagno.

Benché i benefici economici ed ambientali della lenticchia d'acqua siano molti, sarà necessario superare le barriere dell'ignoranza e la burocrazia, come succede con tutte le idee innovative.

© AgroNotizie - riproduzione riservata

Fonte: Agronotizie

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Tag: biomasse bioenergie

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