Un sistema di biobatterie solari e del suolo produce urea direttamente in campo
L'impianto pilota CONFETI di Viladecans sintetizza fertilizzante azotato da anidride carbonica e nitrati agricoli utilizzando energia rinnovabile prodotta sul posto.
Di Giovanni Sapere
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Ricercatori guidati dalla Universitat Autònoma de Barcelona hanno messo in funzione con successo un impianto pilota agricolo che produce fertilizzante azotato sul posto a partire da inquinanti ambientali. Testata a Viladecans, l'installazione sintetizza urea da anidride carbonica e nitrati agricoli usando l'energia fornita da pannelli solari e biobatterie del suolo. Il progetto offre un metodo decentralizzato per produrre input agricoli essenziali senza catene di approvvigionamento ad alta intensità di combustibili fossili.
Decentralizzare la sintesi dei fertilizzanti in azienda agricola
La produzione tradizionale di fertilizzanti azotati si basa su infrastrutture industriali centralizzate che consumano grandi quantità di energia fossile e richiedono reti di distribuzione estese. Per offrire un'alternativa, il progetto CONFETI, coordinato dalla Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), ha concluso tre anni di ricerca mettendo in funzione un'installazione decentralizzata in campo a Viladecans, in Spagna, come riportato da Autonomous University of Barcelona via Phys.org. L'innovazione agricola punta a sintetizzare urea, il fertilizzante azotato ampiamente utilizzato, su richiesta direttamente dove gli agricoltori coltivano le colture.
«La sfida principale è stata spostare il dispositivo dal laboratorio a un contesto agricolo. È stato uno dei compiti più difficili.»
— Gonzalo Guirado, professore del Dipartimento di Chimica della Universitat Autònoma de Barcelona
Come i batteri del suolo e la luce solare alimentano il reattore
L'unità da campo integra tre componenti tecnologici interconnessi in un unico schema operativo, secondo Autonomous University of Barcelona via Phys.org. Al centro dell'installazione c'è un reattore elettrochimico che converte anidride carbonica (CO2) e nitrati in urea. Questo reattore è alimentato da un sistema energetico ibrido che combina pannelli fotovoltaici solari convenzionali con biobatterie che sfruttano l'attività microbica naturale e la materia organica nel terreno per generare elettricità. Un controllore elettronico integrato bilancia i flussi di energia provenienti dai microbi del suolo e dai pannelli solari per mantenere la reazione, favorendo la sostenibilità ambientale nelle attività rurali.
Chiudere il ciclo dell'azoto attraverso il recupero fotochimico
Una fase complementare del sistema affronta il deflusso agricolo trasformando i nitrati non assorbiti in materia prima, come documentato da Autonomous University of Barcelona via Phys.org. L'installazione comprende un reattore fotochimico che utilizza la luce solare e un fotocatalizzatore recuperabile per ridurre i nitrati sospesi nell'acqua di drenaggio agricolo in ammoniaca, un intermedio chimico primario necessario per la fase di formazione dell'urea. Riciclando i nitrati che le colture non riescono ad assorbire, il processo mitiga l'inquinamento delle falde acquifere ed elimina la necessità di trasportare sostanze chimiche pericolose nelle zone rurali.
Validazione sul campo e percorso verso la scalabilità commerciale
Spostare dispositivi chimici da camere di laboratorio controllate a un'azienda agricola attiva presenta ostacoli ingegneristici significativi. Secondo Autonomous University of Barcelona via Phys.org, il coordinatore del progetto Gonzalo Guirado, professore del Dipartimento di Chimica della UAB, ha confermato che il prototipo funzionante ha operato in modo continuo durante il caldo estivo e le forti piogge autunnali. Il consorzio di ricerca sta attualmente analizzando i dati sulle prestazioni della sperimentazione di Viladecans per affrontare i colli di bottiglia tecnici e valutare se la produzione di fertilizzanti su richiesta possa raggiungere la sostenibilità economica commerciale.
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