Il progetto Green Marble sviluppato presso il Laboratorio NEST della Scuola Normale Superiore (National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology) utilizza materiali di scarto delle lavorazioni lapidee del territorio di Carrara e dell'industria conciaria per produrre nano-fertilizzanti ad elevate prestazioni in campo agricolo. Ne è ideatore il ricercatore della Scuola, Andrea Guerrini.
Dicembre 2023. Che le polveri di roccia potessero essere usate come fertilizzante per le coltivazioni lo intuirono già gli antichi egizi 3000 anni fa. Il limo del Nilo è composto dall’humus prodotto dall’aggregazione delle polveri di roccia con le componenti organiche provenienti dalle foreste nell’Africa equatoriale. Al Laboratorio Nest della Scuola Normale Superiore (National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology), questa antica scoperta è stata aggiornata con le conoscenze scientifiche e tecnologiche della materia alla nano-scala, e riadattata al contesto produttivo toscano. Utilizzando materiali di scarto delle lavorazioni lapidee del territorio di Carrara e dell’industria conciaria della zona di Santa Croce è stato realizzato un prodotto che può diventare un nano-fertilizzante ad elevate prestazioni in campo agricolo.
La ricerca è nata nel 2018 nell’ambito di un bando promulgato dalla Regione Toscana. Obiettivo del progetto era, a partire dai residui prodotti nell’estrazione del marmo, quello di valorizzare gli scarti dell’industria lapidea per ottenere fertilizzanti dall’effetto aumentato grazie
alla presenza di nanomateriali, cioè di particelle delle dimensioni di un milionesimo di metro. È noto, infatti, che per mezzo della nano-formulazione è possibile incrementare le prestazioni dei materiali fertilizzanti tipicamente utilizzati in agricoltura, sfruttando la maggior reattività del nanomateriale e grazie al miglior assorbimento da parte della pianta. Questo re-impiego del materiale di scarto della filiera dell’industria lapidea ha il molteplice beneficio di ridurre l’impatto ambientale del residuo, altrimenti destinato alla discarica, alleggerendo i costi di smaltimento dell’azienda e di introdurre un nuovo prodotto di economia circolare.
Il progetto Green Marble, sviluppato in collaborazione con il laboratorio NanoPlant della Scuola Superiore Sant’Anna e con l’azienda Carrara Marble Way dal 2018, è andato oltre le premesse. Si è deciso di puntare sull’arricchimento dei nano materiali lapidei con sostanze
organiche provenienti dalla filiera dell’industria conciaria. Oltre ai residui provenienti dalla zona di Carrara e derivati dall'estrazione industriale del marmo, sono stati utilizzati nel progetto di ricerca materiali organici di scarto derivati dalla concia delle pelli, che prevede numerosi trattamenti chimici e meccanici che portano alla produzione di una variegata e importante quantità di rifiuti che possono essere recuperati. Con la prospettiva di risolvere due criticità esistenti del sistema produttivo.
“Le nanoparticelle di marmo sono de facto un nano fertilizzante a base di calcio- spiega Andrea Guerrini, ricercatore della Normale di Pisa presso il Laboratorio NEST -. Abbiamo integrato questo materiale con altri macro e micro nutrienti e individuato un composto che può diventare un fertilizzante dalle grosse potenzialità, che migliora sia la qualità che i tempi di sviluppo delle piante”.
Guerrini ha provvisoriamente battezzato il nuovo concime Marmo K, un materiale espanso principalmente costituito da limo, ossia da nanoparticelle di marmo, scarti della filiera conciaria (ma che possono anche provenire dall’industria alimentare in generale) e da ulteriori additivi funzionalizzanti. Il materiale realizzato è simile all’argilla espansa , e si è dimostrato in grado di avere prestazioni paragonabili o superiori rispetto a un biostimolante commerciale, per la capacità di incrementare lo sviluppo delle piante ed in più renderle più resistenti alla siccità. “Abbiamo visto che il Marmo K – spiega Guerrini –si è dimostrato capace di sostenere la crescita delle piante più a lungo rispetto a biostimolanti commerciali, con un effetto a lento rilascio dei nutrienti. Non solo, abbiamo osservato che le piante di Arabidopsis Thaliana, utilizzate per gli esperimenti preliminari, sono in grado di resistere meglio allo stress dovuto alla mancanza di
acqua rispetto alle piante di controllo. Un risultato, dunque, molto promettente anche dal punto di vista del risparmio della risorsa idrica. La novità, l’innovazione, la possibilità di industrializzare la produzione e le buone performance ci hanno convinto ad attivarci con una società di consulenza per la stipula di una richiesta di brevetto”.
In pratica si tratterebbe di sfruttare gli impianti già esistenti presso le aziende, per il recupero di quella che in gergo viene chiamata marmettola, così da massimizzare il recupero di questo materiale (costituito da nanoparticelle di marmo) e permettere la sua trasformazione su scala industriale. Da qui, ipotizzare la realizzazione di un impianto di produzione di concime a partire
dalle polveri nanostrutturate di marmo in combinazione con il materiale organico di scarto proveniente dalla produzione del cuoio e anche da altre industrie alimentari (scarti primari e dei semilavorati sia vegetali che animali dell’industria agroalimentare). “La produzione di queste tipologie di concime è auspicabile perché, al di là delle buone proprietà biostimolanti, configurerebbe un sistema produttivo a rifiuti zero, in cui gli scarti di filiere importanti nel sistema produttivo trovano un nuovo utilizzo”, chiosa Guerrini.
