Di seguito viene fornito un rapporto di sintesi sulle singole attività nelle quali si è articolato il progetto.

Attività 1.1 - Redazione di un disciplinare di produzione.

A partire dai Disciplinari di Produzione Integrata della Regione Umbria, sono state via via considerate tecniche di coltivazione validate dalle esperienze maturate nell’ambito del progetto e innovazioni tecnologiche acquisite grazie alle attività previste dal progetto stesso; tra queste: l’uso di estratti naturali ad effetto corroborante e biostimolante,

Attività 1.2 - Produzione di Biochar/Idrochar da residui, per la nutrizione e la difesa delle piante.

I “char” sono materiali internamente nanostrutturati, che aumentano la capacità del suolo per l’acqua e possono rappresentare veicolo di microrganismi utili alla nutrizione ed alla difesa delle piante, come Pseudomonas sp. E Trichoderma spp.. E’ stata studiata la loro positiva azione, anche biostimolante, come mezzo per l’aumento della fertilità del terreno, in particolare di quella biologica, limitando il ricorso a concimazioni chimiche ed agrochimici per la difesa.

 

Attività 1.3 - Valutazione del ciclo di vita (LCA) delle coltivazioni.

L’analisi degli aspetti legati alla sostenibilità ambientale dei processi produttivi sviluppati nell’ambito del Progetto sono state condotte secondo procedure consolidate a livello internazionale, quali la metodologia LCA (Life Cycle Assessment). Sono stati quindi stimati i carichi ambientali associati alla coltivazione, crescita e raccolta delle due principali colture, pomodoro e peperone in serra, identificando e quantificando i consumi di materia ed energia e le emissioni nell’ambiente.

Attività 1.4 - Efficientamento energetico delle serre e riscaldamento con energia rinnovabile.
L’efficientamento energetico delle serre è stato condotto attraverso la comparazione dei valori microclimatici esterni, quali temperatura (°C), Radiazione Solare (W/m2), Radiazione Solare Attiva (W/m2) e umidità relativa (%), con quelli rilevati all’interno delle serre sperimentali dotate di copertura in PE-EVA a telo singolo e a telo doppio; in questo modo è stato definito, attraverso la simulazione termofluidodinamica, il campo di temperatura all’interno della serra mediante approccio FEM (Finite Element Method) e l’analisi della stratificazione termica del volume d’aria verificandone l’idoneità del sistema.

Attività 2.1 – Realizzazione di Prototipo per la raccolta di insalata a cespo in coltura idroponica (che nel prosieguo del progetto è stata abbandonata per cambio di strategia produttiva).
È stato condotto in primo luogo uno studio bibliografico che ha permesso di appurare l'assenza di macchinari specifici per le esigenze tecnico-applicative delle serre presenti nell’azienda sperimentale, in cui viene applicata la tecnica di allevamento del float system. L’analisi SWOT condotta per la valutazione di fattibilità e la pianificazione strategica, ha permesso di individuare i punti di forza, le debolezze, le opportunità e le minacce che il prototipo deve affrontare.

La progettazione e realizzazione deve tener conto sia degli aspetti tecnici che deve presentare il mezzo, per poter introdurre gli organi di prelievo vassoi nelle vasche senza provocare danni strutturali né ai vassoi né ai teli delle vasche, sia degli aspetti ergonomici e di sicurezza per i lavoratori che eseguono la raccolta meccanizzata dei plateau in serra, ottemperando ai parametri di misurazione e di altezza di lavoro ottimali in funzione dei valori indicati dal National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) per la riduzione del rischio da movimentazione manuale dei carichi.

Attività 2.2 - Disidratazione di ortofrutticoli utilizzando energie rinnovabili ed ottimizzazione del processo tramite approccio QbD (Quality by Design) della linea di disidratazione e confezionamento di prodotti disidratati e semi-disidratati.
La messa a punto della disidratazione di ortofrutticoli è stata effettuata implementando Tecnologie Analitiche di Processo (telecamera industriale, sensori di umidità e temperatura e celle di carico) in un disidratatore ad armadio a flusso di aria calda. I sensori sono stati utilizzati per acquisire dati in tempo reale, in modo da applicare un approccio di ingegneria inversa al processo (Quality-by-Design). L’analisi dei dati è stata effettuata mediante l’impiego di algoritmi di intelligenza artificiale, che hanno consentito di perseguire (1) una migliore qualità del prodotto finito, mediante l’analisi in tempo reale delle caratteristiche strutturali e colorimetriche dell’alimento, e (2) un fattivo risparmio energetico del processo, interrompendo il processo quando il prodotto ha raggiunto l’umidità desiderata, quale alimento essiccato, disidratato o semi-disidratato.

Attività 2.3 - Estrazione di phythochemicals, per lo sfruttamento del prodotto di scarto.

La valorizzazione del fuori specifica e sotto calibro, nonché di specifiche frazioni delle biomasse prodotte (bucce, semi, parti bianche interne-placenta, foglie, ecc.), sono state effettuate intervenendo a più livelli: (a) Messa a punto di metodiche estrattive mirate al recupero dei “phytochemicals” dalla matrice vegetale di interesse, prima in laboratorio e poi sull’estrattore prototipo; (b) Ottimizzazione delle analisi quali-quantitative dei composti bioattivi presenti, al fine di effettuare una caratterizzazione il più possibile completa della materia prima essiccata impiegata per le diverse formulazioni; (c) Identificazione di una sorta di impronta digitale degli estratti, per il loro controllo qualità e contro le frodi in campo alimentare; (d) Valutazione dell’effetto dell’essiccamento sul tenore dei “phytochemicals” principali che caratterizzano la matrice; (e) Valutazione della stabilità nel tempo dei “phytochemicals” nei semilavorati in dipendenza delle condizioni di stoccaggio per determinarne la shelf life.

Attività 3.1 - Sviluppo di un prodotto ad alto valore nutrizionale utilizzando estratti ricchi in principi attivi ottenuti da ortaggi non utilizzabili per il mercato fresco.

La valorizzazione degli estratti prodotti nel corso dell’attività 2.3 ha dato luogo alla produzione prototipale di intermedi per l’impiego nella formulazione di integratori e alimenti dietetici o fortificati, caratterizzati per l’attività antiossidante totale, eventuali effetti anti-invecchiamento e test d’inibizione dell’enzima PTP-1B. E’ stato progettato un integratore e un alimento fortificato.

 

Attività 3.2 - Valorizzazione dei residui colturali per lo sviluppo di prodotti a base lignocellulosica

Questa attività ha previsto tre moduli complementari, che sono valsi ad illustrare le possibilità operative legate alla valorizzazione dei residui ligno-cellulosici:

• un modulo per la realizzazione di intonaci con capacità isolanti ottenuto con fibre di residui colturali di pomodoro o altre tipologie di ortive;
• un modulo per la realizzazione di vasetti compostabili a base di bio-compositi di fibre di pomodoro o peperone e bioplastiche (PHA o PLA);
• un modulo per la produzione di strutture micrometriche per veicolare sostanze ad azione biostimolante e bioregolatrice delle colture ottenute a partire da fibrille di lignina, da sola o con chitosano.

Attività 3.3 - Innovazione di prodotto mediante lo sviluppo di alimenti disidratati e semi-disidratati di elevata qualità sensoriale e nutrizionale; arricchiti qual ora possibile in prebiotici, fitosteroli e vitamine mediante impregnazione sottovuoto.
Allo scopo, sono stati effettuati dei test di impregnazione sub-atmosferica di prodotti ortofrutticoli (carote, pomodori e mele) mediante l’utilizzo di trealosio o estratto di tè verde, valutandone gli effetti sulla cinetica del processo di semi-disidratazione o disidratazione, nonché sulla qualità fisica, chimica, fisico-chimica e nutrizionale del prodotto finito.

Attività 4.1 -

Il termine agricoltura sostenibile, fa riferimento alla capacità del settore primario di contribuire a lungo termine al benessere generale delle persone, producendo cibo, merci e servizi sufficienti, in modo economicamente efficiente e remunerativo, ma anche socialmente responsabile e soprattutto rispettoso dell’ambiente.

Per l’attuazione di politiche finalizzate alla realizzazione della sostenibilità è fondamentale a questo punto la definizione di un set di indicatori a livello settoriale, che permettano così di individuare le specifiche priorità verso le quali orientare le risorse disponibili.

Tali indicatori sono stati identificati nelle seguenti quattro macro-aree:

Per ciascuna di esse nel progetto sono stati individuati dieci indicatori principali che permettano, una volta raggiunti, di garantire il benessere sociale, l’implementazione di tecnologie appropriate e sostenibili, e la soddisfazione delle esigenze economiche ed ambientali dell'impresa.