Agricoltura l’idrogel che fa crescere piante a impatto zero nel progetto dell’università di Bolzano e l’Iit di Genova

Un sistema innovativo, completamente biodegradabile e sostenibile, realizzato in idrogel, è stato sviluppato per coltivare piante utilizzando una quantità minima di acqua e con l’obiettivo futuro di monitorarne in tempo reale lo stato di salute. Questo progresso, capace di trasformare rapidamente il settore agricolo, è il risultato della collaborazione tra la Facoltà di Ingegneria della Libera Università di Bolzano e l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova.

Il progetto nasce per fronteggiare problematiche ambientali come la siccità e l’inquinamento.

Presso i laboratori del IIT di Genova è stata sviluppata una struttura in idrogel biopolimerico arricchita con biostimolanti naturali, pensata per coltivazioni fuori suolo (idroponiche). Questo sistema permette di coltivare usando quantità estremamente ridotte di acqua, grazie a materiali completamente biodegradabili che si degradano nel terreno senza lasciare residui. Il biopolimero impiegato è la carragenina, un polisaccaride estratto dalle alghe rosse, noto per le sue proprietà gelificanti, addensanti e stabilizzanti. Gli estratti di alghe intere sono stati incorporati nella carragenina per fungere da biostimolanti: prodotti che, applicati alle piante, stimolano processi naturali migliorando l’efficienza nutrizionale, la resistenza allo stress e la qualità delle colture, indipendentemente dal contenuto nutritivo del terreno.

Contemporaneamente, nei laboratori della Libera Università di Bolzano sono stati effettuati gli esperimenti per valutare la crescita reale delle piante utilizzando questo sistema. Si tratta di una soluzione agricola priva di rifiuti e a impatto ambientale nullo, con particolare attenzione ai rischi legati ai cambiamenti climatici, alla siccità, all’inquinamento, alla perdita di biodiversità e al degrado dei suoli.

Irrigazione efficiente con effetto ambientale zero

Nell’ambito agricolo sono sempre più diffuse strutture superassorbenti in polimeri sintetici, tuttavia questi materiali sono spesso inquinanti. I biopolimeri, invece, stanno emergendo come alternative sostenibili rispetto alla plastica, utilizzati per la produzione di film per pacciamatura, vasi e legacci per piante. Nei laboratori di Bolzano e Genova si stanno sviluppando impalcature superassorbenti basate su biopolimeri capaci di assorbire acqua fino al 7000% del loro peso in diversi substrati, favorendo l’apporto nutrizionale e la crescita delle piante.

Queste strutture garantiscono un’irrigazione efficiente con bassissimo consumo idrico e sono biodegradabili, eliminando così ogni impatto ambientale negativo. Gli scienziati altoatesini stanno inoltre progettando l’integrazione futura di sensori flessibili e biodegradabili all’interno di queste impalcature in idrogel, con l’obiettivo di supportare pratiche di agricoltura di precisione che permettano il monitoraggio in tempo reale della salute delle piante e delle condizioni del terreno.

Un progetto multidisciplinare e collaborativo

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica ACS Agricultural Science & Technology, edita dall’American Chemical Society (ACS), e rappresenta un importante esempio di lavoro multidisciplinare. Il progetto ha coinvolto un gruppo di ricercatori della Facoltà di Ingegneria della Libera Università di Bolzano, tra cui la ricercatrice Camilla Febo (che opera sia presso IIT che uniBZ), e i professori del Sensing Technologies Lab di Bolzano Paolo Lugli e Luisa Petti. A loro si sono aggiunti i professori Tanja Mimmo e Luigimaria Borruso della facoltà di Scienze Agrarie, Ambientali e Alimentari di uniBZ, che fanno parte del Centro di Competenza sulla Salute delle Piante. La collaborazione si è estesa anche alla ricercatrice Athanassia Athanassiou, responsabile dell’unità Smart Materials dell’IIT, insieme a Danila Merino, altra ricercatrice dello stesso istituto.