Gli ananas sono ricchi di vitamine, enzimi e antiossidanti e sono considerati uno dei frutti più importanti al mondo. Tuttavia, la raccolta di questo frutto delizioso e sano si traduce in tonnellate di rifiuti che di solito vengono lasciati a marcire o vengono bruciati. Ciò potrebbe, a sua volta, rilasciare sostanze chimiche nocive e gas serra che possono causare seri problemi ambientali.
Per affrontare questa sfida, i ricercatori del NUS hanno ideato un metodo semplice ed economico per utilizzare le fibre delle foglie di ananas per creare aerogel ultraleggeri e biodegradabili. Se rivestiti con sostanze chimiche specifiche, questi aerogel biodegradabili possono essere utilizzati per conservare frutta e verdura per un periodo più lungo e per rimuovere metalli tossici dalle acque reflue, tra una vasta gamma di altre applicazioni.
Questi eco-aerogel possono essere riutilizzati, riducendo ulteriormente gli sprechi e migliorando la sostenibilità. Possono anche essere smaltiti in modo sicuro nell’ambiente senza causare inquinamento. Lo suggeriscono in un articolo pubblicato sul Journal of Environmental Chemical Engineering gli esperti dell’Università Nazionale di Singapore (NUS), e dell’Università tecnologica di Ho Chi Minh City, in Vietnam, che hanno elaborato un modo per convertire i rifiuti legati alla raccolta dell’ananas in aerogel biodegradabili, tra i materiali solidi più leggeri conosciuti.
“Questi eco-aerogel realizzati con fibre di foglie di ananas sono molto versatili. Sono efficaci come assorbenti dell’olio e per l’isolamento termico e acustico. Abbiamo anche dimostrato le loro potenziali applicazioni nella conservazione degli alimenti e nel trattamento delle acque reflue. Si tratta di un grande passo verso un’agricoltura sostenibile e la gestione dei rifiuti e fornisce un’ulteriore fonte di reddito per gli agricoltori”, ha affermato il professor Duong Hai-Minh, che guida il gruppo di ricerca.
Il team NUS aveva anche prodotto eco-aerogel utilizzando altri rifiuti agricoli e alimentari come bagassa di canna da zucchero, fondi di caffè e okara.
Basso costo, alto rendimento
Gli eco-aerogel sono facili da produrre e questo si traduce in un basso costo di produzione. Il processo di fabbricazione varia a seconda del tipo di materia prima utilizzata. L’autore spiega che in questo nuovo processo, le fibre di ananas vengono estratte grazie a una macchina per la decorticazione, poi miscelate con alcol polivinilico reticolante (PVA) e polimerizzate a 80 C per circa 10-12 ore, un lasso di tempo più breve rispetto alle attuali metodologie. Un foglio di un metro quadrato del nostro eco-aerogel di uno spessore di un centimetro costa meno di 7 dollari e può essere venduto tra i 22 e i 37 dollari. Un foglio di isolamento termico con le stesse caratteristiche può raggiungere i 220 dollari.
Conservazione del cibo
Per svolgere la funzione di conservazione degli alimenti, gli eco-aerogel vengono modificati con polvere di carbone attivo per consentire loro di assorbire efficacemente il gas etilene, noto anche come “ormone della maturazione della frutta”, che innesca il processo di maturazione di frutta e verdura. Ciò è particolarmente importante per frutta e verdura climaterica – come banana, mango, papaia, patate e pomodoro – che continua a maturare considerevolmente dopo il raccolto.
Il professor Nhan Phan-Thien, membro senior del gruppo di ricerca, ha spiegato: “Grandi quantità di prodotti agricoli freschi vengono scartati a causa di strutture di stoccaggio e lavorazione post-raccolta inadeguate, nonché di sistemi di trasporto inefficienti o interrotti. Pertanto, ridurre il deterioramento può fare molto per ridurre i rifiuti”.
“Nei nostri esperimenti di laboratorio, gli eco-aerogel modificati con carbone attivo possono ritardare il processo di decomposizione di almeno 14 giorni. L’eco-aerogel modificato può assorbire sei volte più etilene rispetto agli assorbenti commerciali di etilene permanganato di potassio. Questo è anche un metodo più sicuro rispetto all’uso convenzionale di forti agenti ossidanti e più efficiente degli spray chimici non tossici, per la conservazione degli alimenti”, ha affermato il prof. Phan-Thien.
“Gli aerogel commerciali – continua il ricercatore – vengono utilizzati principalmente per l’isolamento termico e acustico, sono piuttosto costosi e la produzione comporta alti livelli di emissioni di CO2. I nostri aerogel realizzati dalle foglie di ananas sono ultraleggeri e biodegradabili, efficaci per assorbire l’olio e come isolanti termici e acustici, ma possono essere utilizzati anche nella conservazione degli alimenti e nel trattamento delle acque reflue”, conclude Duong.
Gli scienziati stanno lavorando con diversi partner commerciali per avviare la produzione su larga scala di eco-aerogel, che potranno trovare applicazioni nella conservazione degli alimenti, nell’isolamento termico, nella riduzione del rumore, nella depurazione di fuoriuscite di petrolio o per le maschere in grado di filtrare gas tossici, particelle di polvere e batteri.
