I non tessuti protettivi innovativi con aggiunta di piume

Il nuovo tessuto utilizza materiali biocompatibili e unisce la biodegradabilità alla capacità di fertilizzare il terreno dopo la sua dissoluzione

I teli protettivi sono ampiamente usati in agricoltura per proteggere le colture più delicate. I materiali più comuni sono le plastiche e comportano quindi problemi di biocompatibilità e di smaltimento. Un nuovo materiale non tessuto è stato presentato durante l'evento E-nnovate 2020. Il materiale è ottenuto con il metodo dell'agugliatura e si compone di lana e piume di pollo. Il nuovo non tessuto ha un'elevata capacità idrica, aderisce bene al terreno ed è destinato a coprire superfici di vario tipo, dai terreni infestati da erbacce alle nuove discariche, dai rilevati ferroviari alle piste da sci e così via. Inoltre, il materiale si degrada del 70% dopo 2-3 mesi. A seguito della degradazione, l'azoto rilasciato da lana e piume arricchisce il suolo di nutrienti, sostituendo i fertilizzanti.

Il materiale è il frutto di una ricerca condotta presso la ŁUKASIEWICZ Research Network – Institute of Biopolymers and Chemical Fibers di Lodz e la University of Agriculture di Cracovia, entrambe in Polonia. Abbiamo intervistato gli inventori Krystyna Wrześniewska-Tosik, Tomasz Mik, Ewa Wesołowska, Tomasz Kowalewski, Damian Walisiak, Michalina Pałczyńska, Dariusz Dębiec, Piotr Kacorzyk.

Il processo creativo è sempre un aspetto affascinante. Raccontateci brevemente perché avete pensato a questa invenzione e quali sono gli obiettivi.

«Oggi i problemi ambientali hanno un'importanza particolare. La politica legislativa spinge l'industria a cercare e utilizzare risorse rinnovabili in grado di sostituire i prodotti petroliferi convenzionali. Di recente, ricercatori e industrie cercano nuovi modi di impiegare i rifiuti biologici per sviluppare prodotti rinnovabili e sostenibili a valore aggiunto. Se si considerano i flussi di scarto più abbondanti a livello globale, unici ed economici, che potrebbero essere sfruttati per applicazioni a valore aggiunto, non si può trascurare l'industria avicola. Il flusso di scarto dell'industria avicola è costituito da piume, organi interni, sangue, ossa, pelle, zampe e carne residua. Tra questi coprodotti, in particolare le piume di pollame hanno suscitato interesse».

«L'obiettivo principale del progetto è creare un concetto di metodi di gestione dei rifiuti e dei sottoprodotti della produzione animale, auspicabile dal punto di vista economico e degli effetti sociali. Il progetto prevede l'elaborazione e la creazione di linee guida per l'implementazione della produzione di non tessuti ecologici e protettivi con aggiunta di piume, per coprire la miscela di erbe e leguminose su terreni difficili (piste da sci, rilevati ferroviari, nuove discariche, cumuli) dove ottenere un buon inerbimento è molto difficile. Durante la formazione di queste superfici, grandi quantità di terreno si spostano, portando in superficie la roccia madre, povera di nutrienti e di vita biologica, necessari allo sviluppo delle piante. Le precipitazioni, soprattutto quelle intense, dilavano semi e terreno e li trasportano nelle parti più basse dell'area».

«Inoltre, la bassa capacità idrica del suolo e la forte pendenza del terreno provocano un rapido prosciugamento dello strato superficiale. Ciò è particolarmente svantaggioso nella prima fase di sviluppo delle piante, perché l'apparato radicale è poco sviluppato e non può sfruttare l'acqua e i nutrienti presenti negli strati più profondi del suolo, per cui spesso nelle giornate calde le piantine vanno perse. La soluzione a questi problemi è l'applicazione di un non tessuto protettivo. Il non tessuto è caratterizzato dalle seguenti proprietà utili: colore chiaro, massa superficiale di circa 150-300 g/m2, buone proprietà adesive, grande capacità idrica, struttura adeguata».

«Un non tessuto di questo tipo protegge i semi e il terreno dal dilavamento, limita la forza d'impatto delle gocce di pioggia sugli aggregati del suolo, inibisce il ruscellamento dell'acqua piovana. Sui terreni sassosi, il più delle volte sui pendii, non siamo in grado di coprire di terra tutti i semi seminati. Il non tessuto pesante preme i semi contro il terreno, li ricopre e migliora le condizioni di germinazione e di sviluppo delle piantine. Le proprietà del non tessuto di trattenere l'acqua piovana e quella derivante dalla rugiada formatasi durante la notte, e di rilasciarla lentamente durante il giorno grazie al colore chiaro del tessuto, cioè all'elevato albedo, sono molto importanti per le giovani piante. Il microclima che si crea sotto la copertura, con un'umidità maggiore, riduce l'escursione termica tra giorno e notte rispetto alle superfici scoperte».

«Il non tessuto riduce la perdita di azoto ammoniacale che dal suolo si disperde nell'atmosfera ed è una fonte di componenti fertilizzanti durante la sua biodegradazione. L'impiego di un non tessuto biodegradabile ne consentirà uno smaltimento rapido ed economico nel luogo di utilizzo, e questo rappresenta il minore impatto ambientale in tutto il ciclo di vita del prodotto, un effetto economico ed ecologico misurabile. La realizzazione dell'obiettivo del progetto contribuirà in larga misura alla gestione di rifiuti difficilmente biodegradabili sotto forma di piume e sul mercato di riferimento dei non tessuti comparirà un nuovo assortimento».

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In che modo la vostra invenzione migliora le tecnologie esistenti?

«Attualmente sul mercato sono disponibili vari tipi di non tessuti a base di materie prime derivate dal petrolio, che non sono biodegradabili. Finora non è stato sviluppato alcun non tessuto che utilizzi piume di scarto del pollame. I non tessuti protettivi innovativi con aggiunta di piume di scarto sviluppati nel progetto sono realizzati con materie prime di origine naturale. Un ulteriore vantaggio è la possibilità di controllare il tempo di decomposizione microbiologica attraverso la proporzione di frazioni di piume nel non tessuto prodotto: più alta è l'aggiunta di piume, più lungo sarà il tempo di biodegradazione. I non tessuti protettivi contengono solo componenti di origine naturale. Grazie al contenuto di sostanza organica nella loro composizione, saranno una preziosa fonte di ingredienti fertilizzanti per le piante e per i microrganismi del suolo. La soluzione proposta è rispettosa dell'ambiente e della salute umana e garantisce al tempo stesso la riduzione dei rifiuti di biomassa sotto forma di piume, che vengono depositati e inquinano l'ambiente».

L'idea è già stata brevettata o prevedete di brevettarla?

«La domanda di brevetto n. P.430284 è stata preparata e presentata. In futuro speriamo che i nostri non tessuti siano coperti da una protezione brevettuale completa».

Qual è il prossimo passo? Come pensate di migliorare la vostra invenzione o di diffonderla?

«Prevediamo di realizzare la nostra soluzione con un partner industriale polacco, ma non escludiamo di entrare nel mercato estero se arriverà una proposta da parte di imprenditori. I non tessuti innovativi saranno offerti a enti che si occupano della protezione di rilevati, piste da sci e argini di piena, oltre che alle aziende che curano la manutenzione del verde urbano. Tra i destinatari ci saranno i consorzi di bonifica, dato che in Polonia oltre il 70% degli argini di piena richiede interventi di ristrutturazione. Prevediamo di diffondere il nostro prodotto in diversi tipi di fiere dell'innovazione ed esposizioni, sui social media, e saranno preparati volantini promozionali del prodotto».

Ricerca svolta nell'ambito del progetto «EKOPIÓRO», cofinanziato dall'UE attraverso il Fondo europeo di sviluppo regionale n. POIR.04.01.04-00-0059 / 17

Consorzio del progetto: Ł-IBWCh-Łódź, UR- Kraków, CEDROB- Niepołomice, Poltops- Żagań.