Nanocapsule di biofertilizzante a lento rilascio: è la pianta che comanda

Nanocapsule che entrano in sincronia con le piante per proteggerle, alimentarle e farle prosperare. È questa la tecnologia sviluppata dalla startup torinese Altered Materials: galeotto fu il Politecnico di Torino. Marco Illich, Morena Rolando, Carlo Amata e Silvia Fraterrigo Garofalo si sono incontrati tra i laboratori e per circa un anno e mezzo hanno lavorato su consumabili agricoli biodegradabili. Poi hanno alzato il tiro concentrandosi su una nuova tecnologia, appunto nanocapsule biodegradabili, che fosse in grado di limitare l’apporto di sostanze di sintesi chimica in agricoltura.

Già, perché “c’'è un problema che l'agricoltura moderna si porta dietro da decenni, silenzioso ma enorme: il 50% dei fertilizzanti che vengono sparsi nei campi non arriva mai alle piante”, spiega Marco Illich, uno dei co-fondatori. “Si scioglie, scorre via, finisce nelle falde acquifere. I prodotti fitosanitari vanno ancora peggio: il 90% si disperde nell'ambiente senza raggiungere il bersaglio”.

E i prodotti biologici normalmente più diffusi? “Teoricamente sono più sostenibili, ma spesso si degradano velocemente una volta usati in campo sulle colture e a volte persino nei magazzini prima ancora di essere usati”. La soluzione è quindi in un una serie di nanocapsule, grandi quanto un centesimo di capello umano, capaci di ospitare fertilizzanti e biostimolanti. “Insomma, si parla di componenti funzionali, stivati in strutture nanometriche, che si attivano solo quando la pianta ne ha bisogno, riducendo fino al 30% l'uso di chimica nei campi”, assicura Illich. La somministrazione alle colture avviene come per qualsiasi altro prodotto: a seconda del tipo di trattamento si fa sulle foglie oppure sul terreno.

La pianta ordina come si farebbe a un delivery

Il gruppo di Altered Materials fin dai primi studi, ma soprattutto parlando con agricoltori e vivaisti, si è reso conto che il problema non era solo sostituire i “contenitori” dei fertilizzanti - oggi per lo più non-biodegradabili - ma fare in modo che i nutrienti somministrati alle piante arrivassero davvero a destinazione, nel momento giusto, nella quantità giusta. “Abbiamo messo da parte il concetto di prodotto e ci siamo concentrati sulla tecnologia per arrivare a una soluzione”.

L’impegno Altered Materials ha generato un involucro di polisaccaridi reticolati in struttura tridimensionale, completamente biodegradabile, in grado di contenere qualunque tipo di input agricolo: dai fertilizzanti, ai biostimolanti. Appunto, una nanocapsula, che ha come elemento di discontinuità rispetto a quello che è già presente sul mercato proprio il meccanismo di attivazione.

“Le capsule di Altered Materials non rilasciano il proprio contenuto in risposta a variabili fisiche come l'umidità del suolo, il pH o la temperatura. Si attivano quando la pianta stessa emette un segnale chimico durante le fasi di stress: i cosiddetti essudati radicali, ovvero composti organici secreti dalle radici. È la pianta, in sostanza, a ordinare il nutrimento quando ne ha bisogno”, puntualizza Illich. Quando dicono che vogliono “rimettere la pianta al centro delle politiche agronomiche” potrebbe sembrare quasi un principio filosofico, ma in realtà ci sono implicazioni economiche e di efficienza. Ridurre di circa il 30% l'apporto di chimica nei campi fa bene a tutti, anche al portafoglio.

Nanocapsula per due funzioni

La capsula funziona in due modalità distinte. Quando viene distribuita a suolo sfrutta il meccanismo di rilascio guidato dagli essudati radicali. Quando invece viene spruzzata sulle foglie il vantaggio principale è la stabilità: la nanocapsula mantiene il principio attivo aderente alla superficie fogliare più a lungo, evitando la degradazione prima che la pianta possa assorbirlo, riducendo potenzialmente il numero di trattamenti necessari.

Questo duplice utilizzo rende la tecnologia adattabile a diverse filiere e a diverse esigenze dei partner industriali. È pur vero però che in questa fase di sviluppo sono le colture ad alto valore - con cicli di crescita frequenti o prezzi al pezzo elevati - quelle che potrebbero godere maggiormente dei vantaggi. Si pensi a fragole, mirtilli, uva, orticole da serra, pomodori di qualità. “Colture dove il margine per trattamento è abbastanza alto da giustificare l'uso di input specialistici, e dove la riduzione dei trattamenti ha un impatto economico diretto”, aggiunge Rolando. “Le mele, per intenderci, sono fuori bersaglio: prezzi bassi, malattie frequenti, fino a 20-30 trattamenti all'anno. Non c'è spazio economico. La vigna, invece, o le serre, sono un terreno molto più fertile”.

Inoltre i produttori di fertilizzanti e biostimolanti sono particolarmente interessanti alla sostenibilità economica: grazie all'incapsulamento e l’efficienza del sistema, la concentrazione di principio attivo nei formulati può essere ridotta, aumentando i margini tra il 7 e il 13% sul prodotto commerciale. Non di meno c’è un tema di stabilità. “I biologicals, essendo molecole naturali, si degradano facilmente nei mesi che trascorrono tra la produzione e l'applicazione in campo — spesso 12-18 mesi in magazzini che d'estate possono superare i 50 gradi. La capsula protegge il principio attivo per tutto il ciclo di vita del prodotto”.

Il futuro per le imprese

La startup ha già stretto un contratto di ricerca con Fondazione Agrion, punto di riferimento per l'agricoltura piemontese e cuneese, che mette a disposizione spazi, personale tecnico e un canale diretto verso le imprese agricole del territorio. Ed è anche nel programma di accelerazione La Gemma Venture della Fondazione Crc.

“Abbiamo attivato diversi proof of concept con player industriali: nei prossimi tre mesi la tecnologia sarà testata su principi attivi sia in fase di ricerca e sviluppo che già commerciali. Il lancio di un primo prodotto sul mercato è previsto per metà 2027. Poi pensiamo alla Spagna, e successivamente il mercato latinoamericano, dove le grandi superfici agricole stanno adottando in misura crescente i biologicals e dove la domanda di tecnologie di incapsulamento che ne stabilizzino le performance è destinata a crescere”, conclude il giovane imprenditore.