IT201900017036A1 - Contenitore per organismi vegetali - Google Patents
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Classifications
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- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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Description
Descrizione di un brevetto d’invenzione
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda in generale un contenitore per organismi vegetali e, più in particolare, un contenitore di forma e dimensione qualunque atto sia a contenere uno o più organismi vegetali, sia il materiale di impianto (compost, terra, sabbia, ecc.) che favorisce la crescita di tali organismi vegetali.
Come è noto, il cosiddetto “effetto serra” è un particolare fenomeno di regolazione della temperatura terrestre che consiste nell’accumulo, all’interno dell’atmosfera terrestre, di una parte dell’energia termica proveniente dal sole. L’effetto serra si verifica perché alcuni gas, denominati appunto “gas serra” come anidride carbonica, metano, cloro-fluoroderivati, ecc., lasciano entrare nell’atmosfera terrestre la radiazione solare, mentre ostacolano l’uscita dall’atmosfera terrestre della radiazione infrarossa riemessa dalla superficie terrestre, causando un aumento della temperatura. L’incremento dell’effetto serra, causato principalmente dalle attività umane, sta progressivamente alterando il normale equilibrio termico del pianeta, con effetti devastanti dal punto di vista climatico e ambientale, che di solito vengono ricondotti al fenomeno cosiddetto di “riscaldamento globale”.
L’anidride carbonica (CO2) è tra i gas che più contribuiscono all’incremento dell’effetto serra, soprattutto per lo squilibrio causato dalle attività umane. Per contrastare l’innalzamento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre sono stati proposti vari metodi. Uno di questi metodi consiste essenzialmente nella cattura e nel sequestro (in inglese “Carbon Capture and Sequestration”, abbreviato in CCS) dell’anidride carbonica prodotta da grandi impianti di combustione. Tuttavia, a tutt’oggi, questo metodo di contrasto dell’innalzamento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre non sembra essere risolutivo ed economico.
Un altro metodo di contrasto dell’innalzamento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre, ampiamente certificato dalla ricerca scientifica ma poco utilizzato nella pratica comune, consiste nella produzione del cosiddetto “biochar”. Il biochar è una forma di carbone attivo cosiddetto “carbon negative”, vale a dire predisposto per “fissare” il carbonio, e quindi l’anidride carbonica (CO2), dall’atmosfera. Come è noto, infatti, per “fissazione” del carbonio si intende l’incorporazione del carbonio proveniente dall’anidride carbonica (CO2) atmosferica in composti stabili nel tempo o con degradazione molto lenta. Se immesso nel terreno, il biochar è in grado di trattenere il carbonio per secoli (per circa 2000 anni secondo la UNFCCC, la Conferenza della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici).
Il biochar ha inoltre effetti ammendanti sul terreno nel quale è immesso. In altre parole, il biochar è in grado di migliorare le caratteristiche fisiche, al pari di una sostanza concimante, del terreno nel quale è immesso. Questi effetti ammendanti sono riconosciuti dalle vigenti normative sui concimi e sugli ammendanti. La stessa UNFCCC ha infatti inserito il biochar nelle nuove tecnologie di mitigazione climatica (“Enhanced Action on Mitigation”, giugno 2009, Bonn, Germania).
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare un contenitore per organismi vegetali che sia in grado di contribuire, almeno in parte, a risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.
Nel dettaglio, è uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un contenitore per organismi vegetali fabbricato con materiali e tecnologie tali da essere “carbon negative”, vale a dire derivanti da processi che hanno già sottratto anidride carbonica dall’atmosfera, contribuendo alla riduzione dell’effetto serra e delle sue conseguenze.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un contenitore per organismi vegetali che favorisca la crescita degli organismi vegetali stessi e che sia direttamente interrabile, senza creare rifiuti.
Questi e altri scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un contenitore per organismi vegetali come esposto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.
Le caratteristiche e i vantaggi di un contenitore per organismi vegetali secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
la figura 1 è una vista in sezione verticale di un esempio di realizzazione preferito del contenitore per organismi vegetali secondo la presente invenzione;
la figura 2 è un’altra vista in sezione verticale di un esempio di realizzazione preferito del contenitore per organismi vegetali secondo la presente invenzione, mostrato in una specifica configurazione di utilizzo;
la figura 3 è uno schema che illustra il flusso del carbonio nel ciclo naturale degli organismi vegetali;
la figura 4 è uno schema che illustra il flusso del carbonio in un ciclo che prevede la produzione di biochar; e
la figura 5 è uno schema che illustra il flusso del carbonio in ambiente acquatico e rappresenta il meccanismo naturale di fissazione del carbonio a lungo termine.
Con riferimento in particolare alle figure 1 e 2, viene mostrato un esempio di realizzazione preferito del contenitore per organismi vegetali secondo la presente invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento 10. Il contenitore 10 comprende un corpo 12 comprendente a sua volta almeno una parete di fondo 14 e almeno una parete laterale 16. La parete laterale 16 si estende dalla parete di fondo 14 per definire un vano interno 18 del contenitore 10 nel quale viene disposto un materiale di impianto 2 per almeno una parte dell’apparato radicale 3 di uno o più organismi vegetali 1. Il materiale di impianto 2 può essere costituito, ad esempio, da compost, terra, sabbia, ecc.
Almeno parte della parete di fondo 14 e/o della parete laterale 16 è fabbricata con un composto carbonioso o biochar ottenuto attraverso la pirolisi di uno o più materiali organici. Il composto carbonioso o biochar comprende una percentuale (in peso secco) di carbonio microporoso compresa tra circa 50% e circa 90%. Di preferenza, il composto carbonioso o biochar comprende inoltre la seguente mescola di materiali nelle seguenti percentuali (in peso secco):
- carbonio libero: 50-80%;
- ceneri: 5-20%;
- ossigeno: 8-18%.
A loro volta, le ceneri contengono ulteriori elementi, tra i quali predominano silicio, sodio, azoto, potassio, calcio, fosforo e/o magnesio. Tutti questi elementi sono inerti o influiscono positivamente nella crescita dell’organismo vegetale 1.
Sempre di preferenza, il composto carbonioso o biochar è ottenuto sotto forma di particelle di granulometria predefinita, variabile in base alla destinazione d’uso del contenitore 10. Le particelle di composto carbonioso sono reciprocamente aggregate mediante un materiale legante sintetico o naturale nella quantità minima necessaria per la formazione del contenitore 10 e mediante un qualunque processo produttivo (modellazione per foggiatura, a colombino, a mano libera, al tornio, a lastre, a stampo, ecc.).
Di preferenza il materiale legante è costituito da una resina biodegradabile, vale a dire una resina predisposta per degradarsi attraverso processi enzimatici attuati da batteri presenti nel terreno 4 (figura 2). La resina biodegradabile può avere una qualunque composizione, ma preferibilmente sarà di origine naturale, come ad esempio sostanze derivate dall’amido di mais o di patata, polisaccaridi derivati da alghe, resina di pino, ecc. L’indurimento della resina biodegradabile può essere realizzato con un processo qualunque (bi-componente, riscaldamento, radiazione, stagionatura, ecc.), purché adeguato alla resina stessa.
Come mostrato in figura 2, il contenitore 10 può essere almeno parzialmente inserito nel terreno 4 con il suo contenuto, vale a dire il materiale di impianto 2. Poiché la resina biodegradabile che compone il corpo 12 del contenitore 10 ha un degrado abbastanza rapido, favorito dai batteri presenti nel terreno 4, il contenitore 10 può venire inglobato dal terreno 4 stesso, lasciando la pianta 1 libera di ridurre parti dell’apparato radicale interno 3 e produrre nuove radici 5 libere di espandersi all’esterno del contenitore 10 grazie a una sua disgregazione graduale e controllata.
Nel dettaglio, la parete di fondo 14 e/o la parete laterale 16 del corpo 12 del contenitore 10 hanno forma e spessore tali da facilitarne la rottura secondo linee di rottura 19 predeterminate, ottenute sulla parete di fondo 14 e/o sulla parete laterale 16. Si facilita in tal modo la fuoriuscita dal contenitore 10 dell’apparato radicale 3, 5 dell’organismo vegetale 1 nella configurazione di utilizzo in cui il contenitore 10 è almeno parzialmente inserito nel terreno 4. In questa configurazione di utilizzo il contenitore 10 mantiene in ogni caso la sua funzione di concimante e/o ammendante ed è quindi in grado di favorire un maggior sviluppo dell’organismo vegetale 1 anche dopo la sua messa a dimora.
Le caratteristiche vantaggiose di un contenitore 10 per organismi vegetali 1 secondo la presente invenzione sono pertanto evidenti:
- il contenitore 10 è composto essenzialmente da materiale “carbon-negative” e quindi ha già svolto una funzione utile per l’ambiente;
- il contenitore 10 ha una composizione tale da favorire lo sviluppo dell’organismo vegetale 1 in esso contenuto sia prima, sia dopo la sua messa a dimora;
- il contenitore 10 è resistente sia all’acqua, sia alla luce, in modo da renderlo utilizzabile come contenitore per un organismo vegetale in un ambiente qualunque, anche domestico;
- il contenitore 10 può essere messo a dimora nel terreno 4 come tale, insieme all’organismo vegetale 1 in esso contenuto, perché la resina che lo compone ha un degrado abbastanza rapido, in modo da lasciare fuoruscire le nuove radici 5 dell’organismo vegetale 1;
- l’utilizzo del contenitore 10 contribuisce al miglioramento ambientale (riduzione della CO2 immessa in atmosfera, riduzione del consumo di plastica, riduzione dei rifiuti solidi).
Per quanto riguarda il composto carbonioso o biochar, esso è un particolare carbone vegetale ottenuto attraverso la pirolisi (ovvero combustione in carenza di ossigeno, che ne causa una carbonizzazione controllata) di uno o più materiali organici costituiti, ad esempio, da cascami di legno, ramaglie, paglia, noccioli di olive, noccioli e gusci di frutta, sansa, crusca, ecc. e, in generale, da tutti quei residui di origine vegetale provenienti dall’agricoltura e dalla silvicoltura che non hanno altri utilizzi pratici sul piano economico. Tali uno o più materiali organici presentano una porosità caratteristica, che ha la proprietà di trattenere l’acqua di irrigazione e rilasciarla gradualmente, nonché di favorire l’insediamento dei micro-organismi utili per la crescita degli organismi vegetali 1. Grazie a questo, i suddetti materiali organici determinano mutamenti nell’ecosistema del terreno, dove si instaurano nuove relazioni tra radici, batteri e funghi, consentendo lo sviluppo di efficienti simbiosi micorriziche molto utili alla crescita degli organismi vegetali 1. La composizione del composto carbonioso (circa 50%-60% di carbonio più acqua, composti aromatici, potassio, calcio, magnesio, fosforo, ecc.) lo rende nello stesso tempo:
- estremamente stabile nel tempo, con un periodo di dimezzamento stimato in circa 2000 anni, e quindi idoneo per sequestrare CO2 in modo stabile per centinaia di anni;
- molto efficace nel promuovere lo sviluppo di vegetali, come dimostrato da moltissimi studi scientifici (si veda ad esempio “Biochar from Biomass and Waste: Fundamentals and Applications”, a cura di Yong Sik Ok e altri, Ediz. Elsevier, 2018) e dal fatto che è riconosciuto ufficialmente come “ammendante” nella normativa italiana e di molti paesi europei sui fertilizzanti e ammendanti (si veda ad esempio il DM 22.06.2015, che aggiorna il DL 75 del 29 aprile 2010 sul “Riordino e revisione della disciplina in materia di fertilizzanti, ecc.”, che include esplicitamente il composto carbonioso o biochar da pirolisi o da gassificazione);
- indubitabilmente “carbon negative” per le motivazioni riportate qui di seguito.
Utilizzando un contenitore 10 secondo la presente invenzione è quindi possibile implementare un processo per lo sviluppo e la concimazione di uno o più organismi vegetali 1 in cui sia prevista una fase di inserimento nel terreno 4, in prossimità dell’apparato radicale 3, 5 degli organismi vegetali 1, di un agglomerato solido costituito dal composto carbonioso o biochar del contenitore 10 e da eventuali sostanze ammendanti e/o concimanti. Si ottiene in tal modo un rapido e sano accrescimento degli organismi vegetali 1 contenuti nel contenitore 10. Di preferenza, l’agglomerato può comprendere inoltre prodotti chimici e/o biologici atti a stimolare il radicamento di talee, ovvero a prevenire determinate malattie su determinate specie vegetali.
Si dice comunemente che la foresta amazzonica è il “polmone del pianeta”, ma ciò è vero solo in parte. Le piante assorbono CO2 per la loro respirazione e, grazie al processo di fotosintesi, liberano ossigeno. Ma alla loro morte, la decomposizione aerobica dei loro resti, nell’arco di un tempo che va da pochi mesi per le foglie a pochi decenni per i grandi rami, restituisce all’atmosfera tutta la CO2 immagazzinata. Alla fine si tratta solo di uno stoccaggio temporaneo del carbonio, come schematizzato in figura 3, per cui nel medio termine una foresta non è “carbon negative”, bensì “carbon neutral” (nota: una piccola parte degli organismi vegetali ha sempre una decomposizione anaerobica, ma questa genera gas come metano, ammoniaca, ossido di azoto (N2O), ecc., più dannosi della stessa CO2 per l’effetto serra).
Il processo di produzione del composto carbonioso o biochar (e prodotti simili) prevede una pirolisi in condizioni controllate, che genera da un lato un biogas (utilizzabile come combustibile da riscaldamento o per produrre energia elettrica) e dall’altro il composto carbonioso o biochar stesso che, se immesso nel terreno, migliora la produzione di vegetali e stocca il carbonio nella terra in modo “permanente”, dal momento che il suo periodo di dimezzamento è stimato in circa 2000 anni e quindi è effettivamente “carbon negative” (figura 4) sia inizialmente, sia nel lungo termine.
Nella natura, il principale metodo di cattura e sequestro permanente del carbonio (e quindi della CO2) è rappresentato dagli organismi acquatici (fitoplancton, cianobatteri, ecc.) che operano una fotosintesi clorofilliana (o meccanismi simili) con un bilancio positivo per la produzione di ossigeno in tutta la loro vita in quanto, alla loro morte, non lo restituiscono all’atmosfera perché in gran parte è stato fissato nella formazione di carbonato di calcio (CaCO3), che non si decompone e cade sul fondo del mare formando sedimenti calcarei, diatomite, ecc. (figura 5).
La produzione di biochar (o prodotti simili) è quindi forse il miglior metodo disponibile all’umanità per la cattura e il sequestro del carbonio (“Carbon Capture and Sequestration”) senza bisogni di impianti enormi, ma è poco utilizzata perché il biochar ha un costo elevato. Il fatto di trasformarlo in un prodotto finito come il contenitore 10, che ha una sua utilità propria come oggetto, lo renderà disponibile per un pubblico molto più ampio, contribuendo al consumo del biochar e quindi a stimolarne la produzione con conseguente vantaggio per l’ambiente.
Si è così visto che il contenitore per organismi vegetali secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati, ottenendo in particolare i seguenti vantaggi:
- data la sua composizione, il contenitore ha l’effetto di ridurre l’anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera di una quantità predefinita e di contribuire a una crescita vigorosa dell’organismo vegetale per i motivi suddetti; - nel momento in cui viene interrato, il contenitore contribuisce ad ammendare e/o fertilizzare il terreno, incrementando quindi la crescita dell’organismo vegetale che contiene e, di conseguenza, la sua capacità di assorbimento di CO2 dall’atmosfera;
- il contenitore evita l’uso di un analogo contenitore di plastica, limitando di conseguenza il consumo di questo materiale, che spesso è difficile da riciclare (soprattutto se sporco di terriccio, compost o altri residui), e contribuendo ulteriormente a mantenere l’ambiente più pulito.
Il contenitore per organismi vegetali della presente invenzione così concepito è suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.
L’ambito di tutela dell’invenzione è pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Contenitore (10) per organismi vegetali (1), detto contenitore (10) comprendendo un corpo (12) comprendente a sua volta: - almeno una parete di fondo (14); e - almeno una parete laterale (16), in cui detta almeno una parete laterale (16) si estende da detta almeno una parete di fondo (14) per definire un vano interno (18) del contenitore (10) nel quale viene disposto un materiale di impianto (2) per almeno una parte dell’apparato radicale (3) di uno o più organismi vegetali (1), il contenitore (10) essendo caratterizzato dal fatto che almeno parte di detta almeno una parete di fondo (14) e/o di detta almeno una parete laterale (16) è fabbricata con un composto carbonioso ottenuto attraverso la pirolisi di uno o più materiali organici.
- 2. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto composto carbonioso comprende una percentuale (in peso secco) di carbonio microporoso compresa tra circa 50% e circa 90%.
- 3. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto composto carbonioso comprende inoltre la seguente mescola di materiali nelle seguenti percentuali (in peso secco): - carbonio libero: 50-80%; - ceneri: 5-20%; - ossigeno: 8-18%.
- 4. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che dette ceneri contengono ulteriori elementi inerti o che influiscono positivamente nella crescita di detti uno o più organismi vegetali (1), detti elementi essendo scelti nel gruppo comprendente silicio, sodio, azoto, potassio, calcio, fosforo e/o magnesio.
- 5. Contenitore (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detti uno o più materiali organici sono scelti nel gruppo comprendente: - legno e suoi cascami; - ramaglie; - paglia; - noccioli di olive; - noccioli e gusci di frutta; - sansa; - crusca, e in generale da residui di origine vegetale provenienti dall’agricoltura e dalla silvicoltura, detti uno o più materiali organici presentando una porosità caratteristica che ha la proprietà di trattenere l’acqua di irrigazione e rilasciarla gradualmente, nonché di favorire l’insediamento dei micro-organismi utili per la crescita degli organismi vegetali (1).
- 6. Contenitore (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che detto composto carbonioso è ottenuto sotto forma di particelle di granulometria predefinita, dette particelle essendo reciprocamente aggregate mediante un materiale legante sintetico o naturale.
- 7. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto materiale legante è costituito da una resina biodegradabile.
- 8. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detta almeno una parete di fondo (14) e/o detta almeno una parete laterale (16) hanno forma e spessore tali da facilitarne la rottura secondo linee di rottura (19) predeterminate, ottenute su detta almeno una parete di fondo (14) e/o su detta almeno una parete laterale (16), così da facilitare la fuoriuscita dal contenitore (10) dell’apparato radicale (3, 5) di detti uno o più organismi vegetali (1) in una configurazione di utilizzo in cui detto contenitore (10) è almeno parzialmente inserito nel terreno (4).
- 9. Processo per lo sviluppo e la concimazione di uno o più organismi vegetali (1) utilizzando un contenitore (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, il processo comprendendo una fase di inserimento nel terreno (4), in prossimità dell’apparato radicale (3, 5) di detti uno o più organismi vegetali (1), di un agglomerato solido costituito da detto composto carbonioso di detto contenitore (10) e da eventuali sostanze ammendanti e/o concimanti, così da favorire un rapido e sano accrescimento di detti uno o più organismi vegetali (1).
- 10. Processo secondo la rivendicazione 9, in cui detto agglomerato comprende inoltre prodotti chimici e/o biologici atti a stimolare il radicamento di talee, ovvero a prevenire determinate malattie su determinate specie vegetali.
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- 2019-09-23 IT IT102019000017036A patent/IT201900017036A1/it unknown
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| Title |
|---|
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