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Mercoledì, 13 Dic 2017

Una Biomassa dimenticata: il fico d'India

Esistono oltre 300 specie del genere Opuntia, ma il numero esatto rimane ancora incerto per la difficoltà ad identificarle causata dalla facile ibridazione, poliploidismo e riproduzione indistintamente per via sessuale e vegetativa.

 

 

Si stima che solo in Messico ci siano oltre 104 specie diverse. La specie più coltivata nel mondo è Opuntia ficus indica, la quale a sua volta si distingue in diverse sottospecie con tratti fenotipici differenti (ad esempio: colorazioni di fiori e frutti, morfologia delle spine, ed altre peculiarità).

 

Milioni di anni di adattamento alla vita in ambienti aridi estremi, hanno convertito l’Opuntia in uno dei campioni del metabolismo vegetale. Questa pianta non solo è capace di resistere a periodi prolungati di siccità, ma è anche capace di produrre grandi quantità di biomassa con poca acqua.

Fico d'India Biomassa

 

Sono state riscontrate efficienze dell’ordine di 1 kg di biomassa secca prodotta per ogni 160 l di acqua. Quando l'Opuntia viene coltivata con apporto d’acqua e nutrienti, la sua produttività raggiunge 13 ton di sostanza secca per ettaro anno, delle quali 3 ton corrispondono ai frutti. Assumendo un contenuto di umidità del 8%, questa produzione equivale a 162 ton/ha per anno di sostanza fresca. In genere, produzioni superiori alle 100 ton/ha per anno di biomassa fresca sono frequenti, ed in un caso concreto in cui questa biomassa viene utilizzata per produrre biogas in Cile, si è riscontrato che con solo le precipitazioni naturali del luogo (300 mm / anno) la pianta è già in grado di produrre 12 ton di materia secca / ha per anno.

 

L’Opuntia è una pianta dai mille usi: i suoi cladodi sono utilizzati come foraggio per gli animali in molti paesi dal clima desertico, le mucillagini contenute nei cladodi hanno proprietà antiinfiammatorie ed emollienti e da alcune ricerche risulterebbero essere un valido mezzo per la potabilizzazione a basso costo in zone dove le acque di pozzo contengono arsenico. Inoltre, i cladodi hanno una struttura fibrosa a forma di reticolo che gli conferisce la necessaria rigidità per assolvere alla loro funzione di supporto. Le fibre, di cui sono costituiti i cladodi, sono perlopiù di cellulosa, un materiale con svariate applicazioni industriali. I frutti, oltre al cospicuo contenuto di zuccheri e un piacevole sapore, sono fonte di betacarotene mentre i loro semi contengono fino al 30% di olio di qualità comparabile a quella dell’olio di mais. Gli aztechi preparavano una specie di vino, tuttora popolare in alcune remote regioni rurali del Messico, chiamato colonche, la cui gradazione alcolica supera il 10%.

 

La degradabilità dei cladodi è abbastanza rapida: nelle prove fatte nel nostro laboratorio si raggiunse il 90% del potenziale metanigeno in soli 12 giorni per cui i digestori progettati per funzionare con residui di Opuntia potrebbero risultare più compatti, circa la metà di volume rispetto ai digestori di biomasse convenzionali, le quali richiedono in genere da 20 a 30 giorni per la loro degradazione totale. Il contenuto di acqua (90 a 92%) e la facilità di triturazione consentono di ottenere una specie di “frullato” pompabile senza aggiunta di acqua (cosa impossibile con insilato e biomasse del genere). Il potenziale metanigeno da noi rilevato è comparabile a quello di altre biomasse vegetali e si aggira attorno ai 350 Nml/g SV (ml di metano a 0ºC e 101 kPa per g di solidi volatili).

 

Già negli anni '80 il prof. Jesús Fernández dell'Universidad Politécnica di Madrid, aveva analizzato la possibilità di utilizzare le vaste estensioni aride e semiaride della Spagna per la coltivazione di Opuntia a scopo energetico in un ciclo misto, composto da produzione di bioetanolo dai cladodi (convenientemente pretrattati) estrazione dell'olio dai semi con produzione di biodiesel e fermentazione anaerobica dei residui delle due lavorazioni precedenti. Secondo il suddetto studio, sarebbe possibile ricavare annualmente 3.000 litri di etanolo, 18 litri di biodiesel e 2.200 Nm3 di biometano da ogni ettaro di terreno coltivato con O. ficus indica senza irrigazione (solo le precipitazioni naturali, le quali superano comunque i 300 mm per anno nel territorio spagnolo, valore non molto diverso dalle precipitazioni siciliane).

 

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