REPORT DI MONITORAGGIO CIVICO
NANOTECNOLOGIE CHIMICHE GREEN PER LA PROTEZIONE SOSTENIBILE DELLE PIANTE

Inviato il 7/03/2023 | Di Classi 2AQ e 4AQ Scientifico quadriennale del Liceo | @https://twitter.com/4plantss

Cosa abbiamo scoperto

Obiettivi del progetto

Il progetto NEMESI, nato per l’elaborazione di una metodologia innovativa al fine di contrastare la Xylella, ha come obiettivo la realizzazione di nuovi prodotti e processi ispirati alla chimica verde, per l’adozione di un nuovo modus operandi nella gestione delle malattie nelle colture agricole. Nel dettaglio, NEMESI prevede lo sviluppo e validazione di prodotti biobased derivanti dal riutilizzo degli scarti forestali e/o agricoli da cui estrarre principi attivi vegetali con azione antimicrobica da somministrare alle piante infestate. Il biomateriale proposto è la nanocellulosa e l’impiego progettato è quello di vettore per l’incapsulamento ed il rilascio controllato di agrochemical.

Attività previste

Le attività previste dal progetto, nel caso specifico della Licofarma, riguardano:
1. Procedure di estrazione di micro/nanofibrille di cellulosa da SFAI (Scarti Forestali Agro Industriali) facendo uso di anidride carbonica (CO2) in condizioni supercritiche.
2. Estrazione di Principi Attivi di origine vegetale da SFAI facendo uso di anidride carbonica (CO2) in condizioni sub o supercritiche.
Tempi: inizio previsto 1/9/2018; fine prevista 1/3/2021.
Tempi effettivi: maggio 2019 - secondo semestre 2022.

Origine del progetto

Il progetto monitorato ha seguito il seguente iter amministrativo:
1) Bando: DD n. 1735 del 17/07/2017 Avviso per la presentazione di progetti di ricerca industriale e sviluppo sperimentale nelle 12 aree di specializzazione individuate dal PNR 2015-2020. (GU Serie Generale n.175 del 28-07-2017);
2) Decreto Direttoriale del 31 maggio 2018 prot. n.1374, di approvazione della graduatoria di merito a seguito delle valutazioni tecnico scientifiche delle domande presentate nell’ambito dell’Area di Specializzazione Chimica verde dell’Avviso, come da Tabella “Graduatoria delle domande dell’Area di Specializzazione “Chimica verde” Allegato 1 al predetto Decreto Direttoriale;
3) DD n.1912 del 20/07/2018 Decreto di concessione della agevolazioni relativo al progetto ARS01_01002 area Chimica Verde a valere sull'Avviso n.1735 del 13 luglio 2017 per la presentazione di progetti di ricerca industriale e sviluppo sperimentale nelle 12 aree di specializzazione individuate.

Soggetti Beneficiari

All'interno del progetto NEMESI, i beneficiari a breve termine dei risultati conseguiti dalla Licofarma, sono gli enti di ricerca che hanno l'obiettivo di incapsulare i principi attivi per la successiva somministrazione. A lungo termine il beneficiario principale è la filiera agricola e conseguentemente, per i risvolti economici e sociali, l’intera comunità.
Il processo di estrazione implementato è applicabile anche a contesti diversi da quello strettamente legato al progetto NEMESI, perché l’estrazione di principi attivi senza l’utilizzo di solventi chimici rende i prodotti ottenuti e il metodo stesso appetibili per il campo bio-medico. In particolare risulta rilevante l’applicazione del processo all’estrazione del licopene dal pomodoro. Tale sostanza, potente antiossidante, diviene così altamente biodisponibile, priva di residui chimici, e utilizzata nella produzione di integratori alimentari. Ancora una volta a beneficiare di queste applicazioni in maniera diretta è la comunità tutta, su larga scala.

Contesto

Il progetto NEMESI, sia pur legato alla contingenza Xylella fastidiosa, fortemente sentita sul territorio salentino per l’impatto a livello economico, paesaggistico-turistico e culturale, si inserisce nel contesto più ampio di una ricerca orientata a soluzioni green per ridurre l’uso di fertilizzanti e concimi chimici. Il progetto risponde quindi all'esigenza di combattere la Xylella e gli effetti che essa ha sul territorio e sull'economia.

Avanzamento

Il progetto per la parte di competenza di LICOFARMA risulta concluso. Fonti: https://www.licofarma.com/sites/default/files/sito/progetti-ricerca/progetto-nemesi-licofarma.pdf).
Nella nostra visita del 23 febbraio 2023 presso LICOFARMA, l’ing. Rescio ci ha illustrato tutte le fasi del progetto confermandone la sua conclusione. Tuttavia, secondo i dati di opencoesione, il finanziamento risulta evaso all’80%. A tal proposito, l’ing. Rescio ha spiegato che il mancato saldo è legato esclusivamente all’iter burocratico.

Risultati

In relazione al primo obiettivo realizzativo di competenza di Licofarma "Procedure di estrazione di micro/nanofibrille di cellulosa da SFAI (Scarti Forestali Agro Industriali) facendo uso di anidride carbonica (CO2) in condizioni supercritiche", sono stati conseguiti i seguenti risultati:
► Individuazione di 2 SFAI di interesse del progetto : scarti e trucioli della lavorazione del legno(matrice 1) e sarmenti/tralci di vite dalla potatura di vigneti (matrice 2); definito procedimento di trattamento fisico del materiale da trattare con CO2
► Prove di estrazione di nano fibrille di cellulosa (CNF) con CO2 supercritica, da matrici SFAI 1 e 2tal quali, senza pretrattamento chimico preliminare con NaOH. Condizioni di estrazione: dinamiche in presenza di turbolenza completamente sviluppata (P=550 bar, T=75-80°C; QCO2>40kg/h; RD >40)
► I dati sperimentali ottenuti non supportano la fattibilità della produzione di cellulosa nanofibrille (CNF) da biomasse ligno-cellulosiche con CO2
supercritica, senza un trattamento chimico preliminare con NaOH per la rimozione dell’emicellullosa e della lignina presente nel materiale.

Per il secondo obiettivo" Estrazione di Principi Attivi di origine vegetale da SFAI facendo uso di anidride carbonica (CO2) in condizioni sub o supercritiche", si riporta il conseguimento dei seguenti risultati:
► Individuazione di 4 SFAI dotati di attività antibatterica di interesse del progetto (Timo, Salvia, Rosmarino ed Origano) e definito procedimento di trattamento del vegetale fresco.
► Estrazione di principi attivi dei 4 SFAI precedenti facendo uso di CO2 supercritica (P = 250-450bar; Portata CO2
= 20-40 kg/h; T ≤ 60°C) con ottenimento delle seguenti rese (oleoresina %matrice) : Timo 2,0 - 2,7% ; Salvia 2,5 -3,0%; Rosmarino 2,3 - 3,1%; Origano 2,4 - 2,7%.
► Studio di ottimizzazione dei parametri operativi di processo in funzione della resa di recupero.
Fonti: https://www.licofarma.com/sites/default/files/sito/progetti-ricerca/progetto-nemesi-licofarma.pdf , informazioni reperite durante la visita di monitoraggio e l' intervista al responsabile del progetto.

Punti di debolezza

In relazione agli obiettivi specifici dell'azienda Licofarma in seno al progetto NEMESI, non si segnalano aspetti negativi. Considerando il progetto nella sua interezza, si osserva che, come emerso dalle interviste, un punto di debolezza è la difficoltà di sincronizzare le attività di tutti i partner.

Punti di forza

Il progetto NEMESI, nella sua interezza, si presenta altamente innovativo e potenzialmente potrebbe aprire la strada a un nuovo approccio di diagnosi precoce e di cura delle fito-patologie. In relazione alle attività di competenza di Licofarma, i risultati ottenuti nel procedimento di trattamento del vegetale fresco per l'estrazione di principi attivi dotati di attività antibatterica facendo uso di CO2 supercitica, senza solventi chimici, si prestano a innumerevoli applicazioni in svariati campi (alimentare, sanitario, agricolo...).
Rispetto ai processi tradizionali con solventi chimici, il processo di estrazione con CO2 supercritica ha numerosi e significativi vantaggi:
- si ottengono prodotti naturali di qualità superiore, con le stesse caratteristiche di “naturalezza” presenti nel vegetale fresco, senza l'inquinamento provocato dai solventi chimici;
- il ciclo di produzione è più breve e semplice;
- l'impianto di produzione è ecocompatibile, non inquina ed ha un impatto ambientale minimo. I residui di lavorazione non sono inquinati da solventi chimici e quindi non esistono problematiche di smaltimento degli stessi. L'anidride carbonica non ha odore, non ha sapore, non è tossica (si respira) e non è infiammabile.
- garantisce migliori condizioni generali di igiene e sicurezza del lavoro: i lavoratori coinvolti nel processo non sono esposti a solventi tossico-nocivi.
- l'anidride carbonica, quando si abbassa la pressione e ritorna gassosa, viene riciclata per essere utilizzata nel processo successivo.
Certamente un altro punto di forza del progetto è la possibilità per l'azienda Licofarma, che già detiene numerosi brevetti nazionali e internazionali di processo e di prodotto (https://www.licofarma.com/brevetti-certificazioni), di sostenere le attività di ricerca e sviluppo e di favorire la collaborazione con Università e Centri di ricerca.

Rischi

Per la Licofarma:
1) proseguire nella ricerca e sviluppo per implementare nuovi processi e prodotti richiede sempre ulteriori finanziamenti e, in un territorio a scarsa propensione industriale quale Galatina, il reperimento di tali fondi può risultare problematico;
2) le difficoltà logistiche (quali assenza di autostrade, di doppio binario ferroviario...) rallentano i tempi negli scambi e nei trasporti di materie e strumentazioni utili alla ricerca e alla commercializzazione.
Per il progetto NEMESI:
1) completare tutte le fasi del progetto che, per la sua complessità, necessita di un'attività di ricerca intensa e costante nel tempo, portata avanti da figure altamente specializzate;
2) l'effettiva implementazione e utilizzo di prodotti bio contro le fito-patologie potrebbe richiedere ulteriori finanziamenti del progetto.

Soluzioni e Idee

1) Potenziare la ricerca attraverso uno standard lavorativo che garantisca stabilità e continuità al gruppo di soggetti coinvolti;
2) Investire nella produzione bio contro le fito-patologie anche nell'ottica di aumentare la produttività, mettendo in campo "idee geniali" per ridurre i costi. In fondo è quello che hanno fatto artigiani e scienziati durante la seconda rivoluzione industriale quando il progresso tecnico-scientifico andava di pari passo con il benessere diffuso. Un esempio è Ford che ha saputo fare dell'auto, bene di lusso, un'utilitaria.

Metodo di indagine

Come sono state raccolte le informazioni?

  • Raccolta di informazioni via web
  • Visita diretta documentata da foto e video
  • Intervista con i soggetti che hanno programmato l'intervento (soggetto programmatore)
  • Intervista con i soggetti che hanno o stanno attuando l'intervento (attuatore o realizzatore)

Ing. Leonardo Rescio di LICOFARMA srl Galatina (LE), ingegnere chimico, responsabile del progetto monitorato
Dr.ssa Ada Moschettini, Marketing Manager & Product Development di LICOFARMA srl Galatina (LE).
Dr.ssa Loredana Ciurlia, responsabile Ricerca & Sviluppo, LICOFARMA srl Galatina (LE)
Dr.ssa Marina Pietroforte, ISTAT - DIRM - DCCI CIC Servizio di coordinamento della promozione della cultura statistica e della diffusione dei dati a livello territoriale, Sede Istat Puglia, Bari. In videoconferenza del 2 febbraio 2023 ha illustrato le modalità di ricerca, accesso, selezione e lettura di dati ISTAT funzionali al nostro specifico monitoraggio civico.
Prof. Giuseppe Ciccarella, responsabile scientifico del progetto NEMESI per l'Università del Salento.

Domande principali

1) "Come è nata l'idea di poter estrarre principi attivi dalle piante per curare altre piante?" (Ing. Leonardo Rescio di LICOFARMA srl Galatina (LE), ingegnere chimico, responsabile del progetto monitorato)
2) Quanto è importante per un'azienda come Licofarma la partecipazione a progetti come questo?(Dr.ssa ssa Ada Moschettini di LICOFARMA.

Risposte principali

1) Nella nostra azienda abbiamo brevettato un sistema bio per l'estrazione del licopene dal pomodoro. Così abbiamo provato ad applicare lo stesso sistema su altre piante per estrarne i principi attivi con forte potere antibiotico, e quindi utili ad altre piante malate. I tentativi sono stati tanti e complicati, però ci siamo riusciti. Tuttavia anche la strada da fare è ancora molta: l'estrazione bio è tuttora complessa e costosa; inoltre la cura degli ulivi affetti da Xylella è possibile solo con un intervento precoce, quando la malattia è appena insorta. Ci auguriamo che in un futuro molto prossimo, potendo continuare la ricerca, si riesca a ridurre notevolmente i costi di produzione e si possa agire anche su piante allo stadio conclamato della malattia.
2) E' importantissimo perché lo sviluppo di nuovi processi e prodotti richiede importanti investimenti sia dal punto di vista economico, sia delle risorse umane. Inoltre investire in ricerca & sviluppo rappresenta sempre un rischio, non sempre è possibile ottenere i risultati attesi e nei tempi previsti, a volte, in corso d'opera, è necessario riprogettare le attività, addirittura gli studi condotti possono portare a risultati diversi da quelli ipotizzati. La partecipazione al progetto ha consentito di sostenere la ricerca di processo e ha favorito la collaborazione con gli altri partner.