Elettroagricoltura: coltivare senza luce e con il 94% in meno di terre agricole

L'elettro-agricoltura offre una soluzione straordinaria: coltivazioni senza luce naturale né terreni: una tecnica rivoluzionaria, che promette un’efficienza 4 volte maggiore rispetto alla fotosintesi

Indice

L’elettroagricoltura è una tecnologia emergente destinata a rivoluzionare la produzione alimentare globale, con benefici che vanno dalla sostenibilità ambientale alla sicurezza alimentare. A differenza dell’agricoltura tradizionale, che dipende dalla fotosintesi per trasformare la luce solare in biomassa, l’elettroagricoltura utilizza energia rinnovabile per alimentare la trasformazione elettrochimica della CO₂ in acetato, un composto che funge da nutrimento per la crescita di colture eterotrofiche, ossia colture che non necessitano di luce solare per crescere.

Questa innovativa tecnica agricola promette di superare i limiti della fotosintesi, con un’efficienza solare-cibo migliorata di almeno quattro volte e potenzialità di riduzione del fabbisogno di suolo agricolo fino all’88% negli Stati Uniti. Questa è l’ipotesi avanzata da un team di ricercatori americani in uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Joule. Ma come funziona esattamente e quali sono le sue implicazioni per il futuro del nostro pianeta?

Come funziona l’elettroagricoltura?

L’elettro-agricoltura è una tecnica che punta a coltivare piante al chiuso, senza luce naturale, sfruttando pannelli solari e anidride carbonica. Questa tecnologia potrebbe rivoluzionare il modo di produrre cibo sulla Terra e addirittura nello spazio, offrendo agli astronauti l’opportunità di coltivare in condizioni estreme.

L’elettroagricoltura combina, quindi, tecnologie avanzate come l’elettrolisi della CO₂, l’ingegneria genetica e la coltivazione in ambienti controllati. In pratica, l’energia rinnovabile viene utilizzata per trasformare la CO₂ in acetato tramite processi elettrochimici. L’acetato, altamente miscibile in acqua, viene poi fornito a organismi come alghe, lieviti e piante che, grazie a specifiche modifiche genetiche, sono in grado di convertirlo in biomassa commestibile.

Questo sistema non richiede luce solare né grandi superfici di terra. Le colture crescono in ambienti chiusi e controllati, riducendo drasticamente l’uso di acqua (-95%) e l’impiego di pesticidi, e migliorando l’efficienza nell’utilizzo dei fertilizzanti.

Feng Jiao, elettrochimico dell’Università di Washington a Saint-Louis e autore principale dello studio, spiega:

Questo sistema consente di creare coltivazioni verticali integrate, riducendo significativamente l’uso di terreni agricoli tradizionali

Ad oggi, l’elettro-agricoltura ha raggiunto un’efficienza del 4%, ben quattro volte superiore a quella della fotosintesi. Questo approccio, oltre a essere più produttivo, riduce l’impronta di carbonio associata all’agricoltura, avvicinando il settore a un futuro più sostenibile.

Quali sono i vantaggi ambientali dell’elettroagricoltura?

@Cell

Permettendo di coltivare e produrre cibo riducendo terreni e luce solare sono evidenti i tantissimi vantaggi di questa tecnice e in particolare:

Riduzione dell’uso del suolo permettendo di liberare vaste aree di terra utilizzate per l’agricoltura e la rinaturalizzazione degli ecosistemi con un significativo aumento del sequestro naturale di carbonio.
Minori emissioni di gas serra: eliminando la necessità di illuminazione artificiale e sistemi di raffreddamento, questa tecnica permetterebbe di ridurre i consumi energetici delle coltivazioni verticali tradizionali.
Minor uso di acqua e fertilizzanti: con una conseguente riduzione al minimo l’impatto ambientale.
Adattabilità ai cambiamenti climatici: potendo funzionare in qualsiasi condizione climatica, questo metodo diventa ideale anche per regioni desertiche, città densamente popolate e persino ambienti extraterrestri.

L’elettroagricoltura promette quindi di trasformare il sistema alimentare globale, rendendolo meno vulnerabile ai cambiamenti climatici e alle fluttuazioni dei prezzi. La localizzazione della produzione alimentare riduce i costi di trasporto e migliora la freschezza degli alimenti, offrendo una soluzione concreta all’insicurezza alimentare nelle regioni più colpite.

Inoltre, la possibilità di coltivare alimenti in ambienti estremi, come deserti o città, e persino nello spazio, apre scenari completamente nuovi per la sostenibilità alimentare globale e l’esplorazione spaziale.

Le sfide da affrontare

Nonostante le sue enormi potenzialità, l’elettroagricoltura è ancora in una fase iniziale di sviluppo. Le principali sfide includono:

La necessità di migliorare l’efficienza energetica dei sistemi di elettrolisi e fotovoltaici.
I costi elevati di implementazione su larga scala.
La necessità di sviluppare varietà di colture ad alto rendimento alimentare adatte all’ambiente elettro-agricolo.

Prospettive future dell’elettroagricoltura

Con il sostegno di iniziative come la NASA Deep Space Food Challenge e il programma Cornucopia della DARPA, l’elettroagricoltura sta facendo passi da gigante verso la commercializzazione. I progressi nell’ingegneria genetica e nella produzione di fertilizzanti sostenibili rappresentano ulteriori leve per migliorare l’efficienza e ridurre i costi.

I ricercatori prevedono che, con ulteriori miglioramenti tecnologici, l’efficienza energetica dell’elettroagricoltura potrebbe raggiungere il 10,8%, offrendo un miglioramento di dieci volte rispetto alla fotosintesi tradizionale.

L’elettroagricoltura rappresenta una soluzione innovativa per affrontare le sfide globali della sicurezza alimentare e del cambiamento climatico. Offrendo un’alternativa sostenibile e resiliente all’agricoltura tradizionale, questa tecnologia potrebbe non solo ridurre le emissioni di gas serra, ma anche liberare vaste aree di terra per il ripristino degli ecosistemi naturali.

Il futuro della produzione alimentare potrebbe essere più verde, più efficiente e, sorprendentemente, senza luce.

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Fonte: Cell.com

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