Teli di pacciamatura prodotti da scarti agricoli

Le direttive dell'Unione europea in materia di economia circolare stanno spostando le tendenze dello sviluppo industriale dal semplice concetto di "agroenergia" verso il più complesso e flessibile concetto di "bioraffineria". Lo scopo ultimo è sempre sostituire i combustibili fossili con risorse rinnovabili non alimentari, senza però puntare necessariamente alla sola produzione di carburanti, calore o elettricità.

Da un punto di vista puramente economico, le bioraffinerie rappresentano una interessante prospettiva di crescita per le aziende agricole. Si tratta di nicchie di mercato ancora poco esplorate e quindi contenenti elementi di incertezza. E' dunque compito delle università, spin-off e centri di ricerca, con gli aiuti pubblici, portare avanti i progetti dimostrativi affinché il comparto agroalimentare possa poi adottare pratiche ecocompatibili ma anche redditizie.

E' con tale spirito che il progetto Valoribio si prefiggeva di dimostrare la fattibilità dell'uso alternativo e la valorizzazione sostenibile di scarti zootecnici e altri rifiuti organici tramite insetti, concretamente le mosche soldato (Hermetia illucens, L.). Il progetto è durato dal primo aprile 2016 al 31 luglio 2018, con un costo complessivo di 1.207.604 euro, finanziato dalla Regione Emilia Romagna con 867.486 euro di contributi Por Fesr 2014-2020 rivolti ai progetti di ricerca industriale strategica.
Il consorzio di ricerca è composto dal Centro Biogest-Siteia e dai partner del progetto Siteia.Parma, Intermech e Rei. Le aziende partner del progetto sono state Kour energy Srl, Gruppo Amadori e Iren ambiente Spa.

Durante il convegno Bugsfarm per l'economia circolare, la professoressa Lara Maistrello (Dsv-Biogest Siteia, Unimore), entomologa e coordinatrice del progetto Valoribio, ha illustrato la filosofia dell'insetticoltura applicata all'economia circolare. Tutto si basa sul concetto di agro-ecosistema, cioè "un ecosistema creato e mantenuto per potere soddisfare bisogni dell'uomo, in cui vengono fatte sviluppare una/poche specie (vegetali e/o animali) per fornire una produzione valutabile in termini economici".

Tra le diverse specie di insetti, quelle che vengono appositamente allevate dall'uomo possono essere utilizzate per:

• implementare servizi ecosistemici (i benefici che l'umanità trae dagli ecosistemi) come l'impollinazione (es. api e bombi) ed il controllo biologico (es. le diverse specie di insetti entomofagi, sia predatori che parassitoidi utilizzati nella lotta biologica ai parassiti delle nostre colture);
• ottenere prodotti utili per diversi scopi. È il caso delle api grazie alle quali si ottiene miele, cera, propoli (disinfettante), polline e pappa reale (usati come integratori); dei bachi da seta; di alcune specie di cocciniglie da cui si ottengono sostanze pregiate come il rosso carminio utilizzato come colorante alimentare/per tessuti e la ceralacca; di alcune specie di insetti fitofagi o detritivori che vengono allevati per scopi mangimistici/alimentari come alcuni grilli e coleotteri;
• scopi medici, come alcune larve di ditteri che si utilizzano come minuscoli chirurghi che eliminano i batteri patogeni e favoriscono la guarigione di ferite particolarmente difficili da curare, come quelle da patologie diabetiche o da ustione ("larviterapia", non consentita in Italia, ma diffusa negli Usa e in altri paesi);
• gestire e valorizzare scarti organici. Alcune specie di insetti detritivori, come le mosche, prosperano su substrati organici di vario tipo e la loro utilità è doppia: grazie alla loro attività riducono di oltre il 60% il volume iniziale delle materie organiche di scarto - residui colturali o delle lavorazioni agroalimentari, deiezioni animali, ecc. - e allo stesso tempo accrescono la propria biomassa, accumulando proteine, lipidi e chitina. Si tratta di eccellenti bioconvertitori che in brevissimo tempo (due-tre settimane in media) trasformano scarti organici in sostanze di alto valore aggiunto, utilizzabili per diversi scopi industriali.

Sono quindi questi ultimi gli insetti più interessanti nell'ottica dell'economia circolare agricola in quanto, utilizzando biomasse residue, offrono un enorme potenziale per la produzione di macromolecole con alto valore di mercato per le industrie farmaceutica, chimica, e ambientale.
Il progetto Valoribio si colloca precisamente a cavallo delle due ultime perché il suo scopo è sviluppare un sistema di valorizzazione della pollina convertendo uno scarto zootecnico problematico in una plastica biodegradabile, atta a fungere da telo di pacciamatura e fertilizzante a lento rilascio di azoto. La quadratura del cerchio è resa possibile dalle larve di mosca soldato, voraci consumatrici di praticamente qualsiasi scarto organico umido, perfino uno carico di metalli pesanti e ammoniaca come può essere la pollina.

La mosca soldato è un insetto di origini tropicali, vagamente somigliante ad una mosca comune, ma con caratteristiche biologiche che, a differenza dei fastidiosi ditteri nostrani, la rendono molto interessante da un punto di vista industriale:

• Non frequenta ambienti domestici, quindi non dà fastidio né a persone, né ad animali domestici.
• Non si alimenta, quindi non c'è pericolo che contamini i nostri cibi posandosi sopra.
• Vive al massimo due settimane, in quanto l'unico scopo degli adulti è riprodursi.
• Le larve di mosca soldato rendono il substrato di cui si nutrono inadatto alla crescita di larve di mosche comuni, quindi servono a contenere la proliferazione di queste ultime.
• Alla fine dei quindici-venti giorni del ciclo di crescita delle larve, il substrato organico iniziale - solitamente uno scarto eterogeneo, putrescente e maleodorante - si riduce notevolmente e diventa una specie di compost omogeneo di elevato valore agronomico come ammendante. Le larve mature sono una ottima fonte di proteine, grassi e chitina, utilizzabili per diversi scopi industriali (Foto 1).

I risultati concreti del progetto Valoribio sono stati i seguenti:

• Sviluppo di un prototipo di impianto altamente automatizzato, detto bioconverter, per l'allevamento industriale e sicuro delle larve di mosca soldato (Foto 2) e di un modulo per massimizzare la riproduzione degli adulti, con innovazioni tecnologiche come il controllo da remoto ed un sistema per raccogliere le uova degli insetti, per il quale è stata depositata domanda di brevetto. 
• Sviluppo di tecnologie e protocolli di frazionamento e caratterizzazione delle macromolecole che compongono la biomassa di prepupe di mosca soldato raccolte alla fine del periodo di crescita.
• Uso delle proteine estratte dalle prepupe per la realizzazione di bioplastiche progettate ed ottimizzate per fungere da teli di pacciamatura e test preliminari dei metodi produttivi e dei prodotti ottenuti.
• Ottenimento di materiali plastici biodegradabili con contenuto di proteine da mosca soldato di almeno il 50%.
• Valutazioni agronomiche del residuo organico. La Foto 3 mostra eloquentemente il potenziale fertilizzante del materiale ottenuto a seguito della crescita dalle larve di mosca soldato.

Valoribio è un progetto di ricerca che ha dimostrato concretamente come grazie agli insetti sia possibile ottenere prodotti ad alto valore aggiunto a partire da substrati organici di scarso valore. Le attuali normative europee tuttavia non consentono l'allevamento industriale di animali su sostanze classificate come rifiuti o su deiezioni di altri animali ed è pertanto auspicabile una riforma che consenta di garantire la possibilità di fare economia circolare valorizzando pienamente questi substrati ed innescando un sistema virtuoso verso la sostenibilità.

Riportiamo la relazione completa della professoressa Maistrello nel seguente video.
Gli interessati ad avere ulteriori informazioni sul progetto Valoribio possono scrivere direttamente a info@valoribio.eu o utilizzare l'apposito modulo di contatto.