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Valorizzazione degli scarti grazie alle microalghe: l’innovazione cafoscarina per un settore vitivinicolo più sostenibile

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Cristina Cavinato in laboratorio al Campus Scientifico di via Torino

Trasformare reflui e scarti della vinificazione in risorse preziose? Continuano le ricerche a Ca’ Foscari sul tema.. Presto sarà possibile, grazie a una tecnologia ideata da Cristina Cavinato e Paolina Scarponi del Dipartimento di Scienze Ambientali, Informatica e Statistica, valorizzare le fecce generate del processo di produzione del vino, trasformandole in energia e biomassa. Il brevetto, già registrato negli USA e in Europa, sarà in grado di offrire alle aziende vitivinicole vantaggi economici e ambientali concreti.

Dagli scarti al valore: un modello di economia circolare

Oggi le aziende vinicole devono gestire scarti come feccia, acque reflue e fanghi, affrontando costi elevati e problemi di smaltimento. La nuova tecnologia brevettata grazie a un processo che combina digestione anaerobica e coltivazione di microalghe, trasforma i residui in risorse utili. Il risultato? Due prodotti chiave:

  • Biomassa di microalghe, utilizzabile in biostimolanti, mangimi e biofertilizzanti.
  • Biogas, una fonte di energia rinnovabile che l’azienda può impiegare per ridurre i propri consumi.

Come funziona il processo?

Il sistema brevettato segue un ciclo chiuso, massimizzando il riutilizzo delle risorse:

  1. Raccolta degli scarti: fecce di vinificazione e fanghi della depurazione vengono convogliati in un digestore anaerobico.
  2. Produzione di biogas: la sostanza organica viene degradata, generando biogas che può coprire parte del fabbisogno energetico dell’azienda e sostenere il processo biologico.
  3. Coltivazione di microalghe: Il residuo liquido derivante dal processo di digestione anaerobica, ricco di macro e micronutrienti, viene impiegato come mezzo di coltura per le microalghe, in particolare 'Chlorella vulgaris', una specie caratterizzata da un'elevata capacità di assimilazione della CO₂ e da un rapido tasso di crescita.
  4. Recupero e riutilizzo: la biomassa algale diventa materia prima per prodotti ecosostenibili, mentre l’acqua depurata può ridurre il consumo idrico dell’azienda.

Vantaggi concreti per le aziende e per l’ambiente

Questa innovazione potrà portare benefici immediati alle aziende vitivinicole: meno costi di smaltimento degli scarti, energia rinnovabile prodotta internamente, minore impatto ambientale grazie alla riduzione di CO₂ e del consumo idrico, e nuove opportunità di mercato con la vendita di biomassa per biostimolanti e mangimi sostenibili.

Dal laboratorio al mercato: il ruolo di Cheers2Life

Per portare questa tecnologia dalle sperimentazioni in laboratorio all’applicazione su scala industriale, il brevetto è stato licenziato alla start-up Cheers2Life, spin-off di Ca’ Foscari guidato dalla prof.ssa Elisa Moretti. L’azienda sta lavorando per sviluppare prototipi modulari, adattabili a diverse realtà produttive.
A supporto della transizione, Cheers2Life ha finanziato una borsa di dottorato dedicata all’ulteriore sviluppo della tecnologia, rafforzando il legame tra ricerca e impresa.

Il percorso di brevettazione e trasferimento tecnologico è stato seguito da PInK - Promozione dell’Innovazione e del Know-how, l’ufficio di Ca’ Foscari che sostiene la valorizzazione della ricerca e gli investimenti in innovazione.

“Grazie a questa tecnologia, la filiera vitivinicola potrebbe adottare un modello di economia circolare senza sprechi. Un sistema che non solo potrebbe risolvere il problema degli scarti, ma creare anche nuove opportunità per le aziende e per l’ambiente.”  commenta Cristina Cavinato, alla quale abbiamo domandato quali sfide e opportunità vede nel prossimo futuro.

Quali sono le principali sfide ancora da superare per portare questa tecnologia a una diffusione su larga scala nel settore vinicolo?

La tecnologia proposta si basa sull’integrazione di due processi biologici diversi, ciascuno caratterizzato da specifiche esigenze operative e parametri di funzionamento distinti. La principale criticità consiste nella transizione del sistema integrato dalla fase di laboratorio a quella pilota, con l’obiettivo di ottimizzare le condizioni operative al fine di garantire la stabilità, la ripetibilità e la resilienza del processo nel tempo. Per questo motivo, è necessario implementare sistemi avanzati di monitoraggio e automazione, dotati di sensori in grado di rilevare in tempo reale le variazioni nelle caratteristiche chimico-fisiche del digestato. Questi sistemi devono essere capaci di regolare dinamicamente l’alimentazione dei fotobioreattori, al fine di minimizzare l’impatto della variabilità del substrato e assicurare un’efficienza costante nella crescita delle microalghe.

In che modo la biomassa di microalghe potrebbe evolversi in nuovi prodotti sostenibili oltre a quelli già previsti?

Considerato il contesto applicativo della tecnologia, l’attività di ricerca si sta concentrando sull’estrazione di biostimolanti di origine microalgale, con l’obiettivo di potenziare la resistenza delle colture agli stress abiotici (causati cioè da fattori ambientali non viventi, come la temperatura e la siccità) e incrementarne la produttività in maniera naturale e sostenibile. L’impiego di fanghi derivati dal trattamento delle acque reflue enologiche nel processo integrato di coltivazione delle microalghe, comporta delle limitazioni in termini di biosicurezza, che possono restringere l’ambito di utilizzo dei prodotti ottenuti.
In particolare, l’utilizzo finale della biomassa risulta più compatibile con settori che non impongono requisiti normativi stringenti in materia di sicurezza, come i biocarburanti, biofertilizzanti, biopesticidi, bioplastiche, e più in generale le materie prime destinate all’industria.

Ci sono altre filiere agroalimentari che potrebbero trarre vantaggio da questa tecnologia, oltre a quella vitivinicola?

Tutte le filiere che necessitano una gestione sostenibile degli scarti e che vogliono cogliere l’opportunità di trasformarli in risorse possono adottare questa soluzione tecnologica. La tecnologia basata su digestione anaerobica e microalghe può infatti rappresentare un modello replicabile e adattabile a più settori come il lattiero-caseario, lavorazione dei cereali, ortofrutta, etc.
 

Sara Moscatelli