Un dispositivo portatile potrebbe produrre proteine e carboidrati tramite energia rinnovabile: oltre a sfamare milioni persone, la tecnologia favorisce la silvicoltura dei campi destinati alla produzione di mangime per bestiame.

 

Un lotto di proteine da cellula singola è stato prodotto utilizzando elettricità e anidride carbonica in uno studio congiunto dell’Università di Tecnologia di Lappeenranta (LUT) e del Centro di Ricerca Tecnica della VTT in Finlandia. Le proteine prodotte in questo modo possono essere ulteriormente sviluppate per essere utilizzate come alimenti e mangimi. Il metodo libera la produzione alimentare dalle restrizioni relative all’ambiente. La proteina può essere prodotta ovunque sia disponibile energia rinnovabile, come l’energia solare.

“In pratica, tutte le materie prime sono reperibili dall’aria. In futuro, la tecnologia potrà essere trasportata, ad esempio, verso deserti e altre aree colpite dalla carestia. Una possibile alternativa è un reattore domestico, un tipo di apparecchio che il consumatore può utilizzare per produrre le proteine necessarie direttamente in casa,” spiega Juha-Pekka Pitkänen, Principal Scientist della VTT.

Insieme al cibo, i ricercatori stanno sviluppando la proteina da utilizzare come mangime animale. Le proteine create con l’elettricità possono essere utilizzate come sostituto del foraggio, liberando così superfici agricole per altri scopi, come la silvicoltura. Permette la produzione di alimenti laddove necessario.

“Rispetto all’agricoltura tradizionale, il metodo di produzione attualmente in fase di sviluppo non richiede un’ubicazione che presenti le condizioni agronomiche, quali la temperatura, l’umidità o un determinato tipo di suolo. Questo ci permette di utilizzare un processo completamente automatizzato per produrre l’alimentazione animale necessaria in un impianto di trasporto container costruito nell’azienda agricola. Il metodo non richiede sostanze nocive. Nel processo chiuso viene utilizzata solo la quantità necessaria di sostanze nutritive simili ai fertilizzanti. Questo ci permette di evitare qualsiasi impatto ambientale, come i deflussi nei sistemi idrici o la formazione di potenti gas serra,” dice il professor Jero Ahola di LUT.

Efficienza energetica dieci volte superiore

Secondo le stime dei ricercatori, il processo di creazione di cibo da energia elettrica può essere quasi 10 volte più efficiente dal punto di vista energetico della fotosintesi comune, che viene utilizzato per la coltivazione della soia e di altri prodotti. Affinché il prodotto sia competitivo, il processo di produzione deve diventare ancora più efficiente. Attualmente, la produzione di un grammo di proteine richiede circa due settimane, utilizzando attrezzature da laboratorio che sono circa le dimensioni di una tazza di caffè.

Il passo successivo che i ricercatori stanno cercando di compiere è l’avvio della produzione pilota. Nella fase pilota, il materiale sarà prodotto in quantità sufficienti per lo sviluppo e la sperimentazione di foraggi e prodotti alimentari. Ciò consentirebbe anche una commercializzazione.

“Attualmente ci stiamo concentrando sullo sviluppo della tecnologia: design dei reattori, tecnologia, miglioramento dell’efficienza e controllo del processo. Il controllo del processo comporta l’adeguamento e la modellizzazione dell’energia rinnovabile in modo da consentire la crescita ottimale dei microbi. L’idea è quella di trasformare il progetto in un prodotto di massa, con un prezzo che diminuisce man mano che la tecnologia diventa più comune. Il calendario della commercializzazione dipende dall’economia”, afferma Ahola.

50% proteina

“A lungo termine, le proteine create con l’elettricità sono destinate ad essere utilizzate nella cottura e nei prodotti così come sono. La miscela è molto nutriente, con oltre il 50% di proteine e il 25% di carboidrati. Il resto sono grassi e acidi nucleici. La consistenza del prodotto finale può essere modificata modificando gli organismi utilizzati nella produzione,” spiega Pitkänen.

Lo studio fa parte dell’ampio progetto di ricerca Neo-Carbon Energycondotto congiuntamente da LUT e VTT. L’obiettivo del progetto è quello di sviluppare un sistema energetico completamente rinnovabile e privo di emissioni. Lo studio Food from Electricity è finanziato dall’Accademia di Finlandia e dura quattro anni.

Un mondo senza fame

L’impatto potenziale degli alimenti prodotti utilizzando l’elettricità e altre materie prime ampiamente disponibili è enorme. Attualmente, esistono due modi principali per utilizzarlo.

In primo luogo, come mezzo per nutrire le persone affamate e fornire una fonte di cibo in aree che non sono adatte alla produzione agricola, fornendo una fonte di cibo nutriente e a buon mercato per coloro che ne hanno più bisogno.

In secondo luogo, come mezzo per ridurre le emissioni globali riducendo la domanda di bestiame alimentare e le colture necessarie per alimentarle. Attualmente, l’industria della carne rappresenta tra il 14 e il 18% delle emissioni globali di gas serra, oltre ad assorbire i terreni che potrebbero essere utilizzati per altri scopi.

Il progetto alimentare da energia elettrica potrebbe ridurre la quantità di agricoltura insostenibile necessaria per riempire le nostre pance, in quanto ci fornisce un metodo più piccolo, più economico e rinnovabile per ottenere i nostri nutrienti. Altre soluzioni a questo problema sono la carne coltivata in laboratorio o il ricorso all’allevamento di insetti, che produce meno rifiuti e richiede meno energia.


Tradotto in Italiano. Articoli originali: Università di Tecnologia di Lappeenranta, Futurism


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