«È una mosca, certo, ma non è fastidiosa come la mosca domestica, è nera, affusolata e molto elegante!». Quando Andrea Antonelli parla della mosca soldato si avverte una nota di affetto. Ogni scarrafone è bello a mamma soja, verrebbe da dire. Ma lo scarrafone in questione è una mosca, un’Hermetia illucens, e Andrea Antonelli è un ricercatore, un tecnologo alimentare dell’Università di Modena e Reggio Emilia. Antonelli e il suo gruppo di ricerca realizzeranno un impianto industriale pilota per l’allevamento e il frazionamento su scala industriale di larve della mosca soldato per trasformare rifiuti organici urbani e scarti alimentari della grande distribuzione in mangimi, fertilizzanti, bioplastiche e biodiesel. E chiudere così il cerchio, facendo il verso alla natura che nulla distrugge ma tutto trasforma.

I rifiuti in Italia e in Europa

Nel 2017 il nostro Paese ha prodotto in totale 29,6 milioni di tonnellate di rifiuti urbani, 489 chilogrammi a testa. ISPRA stima che in media, tra il 2008 e il 2017, il 35,7% dei rifiuti urbani prodotti fosse rappresentato da rifiuti organici urbani, la percentuale più alta dopo la plastica (22,6%) e la carta (12,8%). Ma non tutti i rifiuti organici sono gusci d’uova o rifiuti di giardinaggio. Stando all’Osservatorio nazionale sugli sprechi Waste Watcher, nel 2018 ogni italiano ha buttato nella spazzatura 36 chili di cibo del valore di 8,5 miliardi di euro, lo 0,6% del PIL.
Le cose non vanno meglio nel resto d'Europa. Nell’Unione europea si producono infatti circa 246 milioni di tonnellate di rifiuti urbani l’anno (in costante crescita negli ultimi tre anni); di questi, circa 88 milioni sono rifiuti alimentari, per un valore stimato di 143 miliardi di euro. Riuscire a smaltire e contemporaneamente valorizzare un terzo dei rifiuti urbani sarebbe quindi un passo avanti importante.

Un altro passo verso l’economia circolare, obiettivo che si è data nel 2015 la Commissione: produrre oggetti con vita più lunga, che possano essere riparati e riciclati agevolmente e dai quali - una volta giunti al termine della loro esistenza - sia possibile produrre materie prime secondarie da reimmettere nel mercato. Un circolo virtuoso che trasforma il rifiuto in risorsa. Una risorsa che, stando gli esperti Ue, si tradurrebbe in un business di 600 miliardi di euro, 580 mila nuovi posti di lavoro e in una riduzione delle emissioni di carbonio dell’Unione di ben 450 milioni di tonnellate entro il 2030.

La Commissione e la Banca europea per gli investimenti hanno quindi deciso di sostenere concretamente la transizione dell’Unione a un’economia circolare attraverso il Fondo europeo per gli investimenti strategici (EFSI), i Fondi strutturali di investimento europeo, il Programma LIFE e Horizon 2020.

SCALIBUR, la mosca e l'economia circolare

Ed è in Horizon 2020 che si inserisce l’impianto pilota per allevare e frazionare le larve della mosca soldato, un perfetto esempio di economia circolare. SCALIBUR (Scalable Technologies for Bio-Urban Waste Recovery), coordinato della spagnola ITENE (Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística), riunisce 21 partner distribuiti in nove Paesi dell’Unione, è partito lo scorso novembre e vale circa 10 milioni di euro. L'Università di Modena e Reggio Emilia se ne è aggiudicata 800 mila.

Nei prossimi quattro anni SCALIBUR lavorerà per recuperare proteine e altre sostanze preziose dalla spazzatura. «Non da tutta la spazzatura, ma dalla frazione organica», precisa Antonelli, coordinatore delle attività per l'Università di Modena e Reggio Emilia di SCALIBUR. «Il progetto considera tutti i reflui urbani, quindi anche i fanghi, le acque di depurazione, trattati per recuperare nuovi materiali o materiali di seconda generazione».

«Il concetto di rifiuto è un concetto squisitamente umano ed è la più grossa invenzione dell’umanità», ricorda Antonelli. «In natura il rifiuto non è contemplato, nulla viene buttato, tutti i sistemi naturali sono chiusi e organizzati in cicli, e ora con il concetto di economia circolare sembra che anche l’uomo l’abbia capito. Temo sia tardi, ma dobbiamo provarci».

L'Università di Modena e Reggio Emilia non è una novizia della ricerca orientata all’economia circolare e ha già utilizzato la mosca soldato per il riciclo di materia organica con ValoriBio (finanziamento POR-FESR di 1,2 milioni di euro), un progetto che si è concluso a metà 2018. ValoriBio ha sperimentato l’utilizzo delle larve della mosca soldato per trasformare le deiezioni del pollame in biomateriali per uso agricolo per realizzare, ad esempio, teli biodegradabili per la pacciamatura che, rispetto a bioplastiche derivanti da carboidrati come il mais, biodegradano in modo omogeneo. Non solo. Biodegradandosi rilasciano azoto nel terreno e quindi fungono contemporaneamente da fertilizzanti.

«Lara Maistrello, coordinatrice di ValoriBio, e i suoi ricercatori hanno realizzato un impianto pilota dimostrativo per l’allevamento di queste larve», spiega Antonelli. «Ora, a partire da quest'esperienza, faremo un passo oltre». La sfida di Antonelli e dei suoi ricercatori, infatti, non si chiude con l’allevamento massale delle larve: «Miriamo a realizzare un impianto per il loro frazionamento in proteine, lipidi e chitina», spiega il ricercatore. «Sì, perché queste larve non diventeranno mai mosche: giunte a maturazione, verranno essiccate e polverizzate per estrarre sostanze da cui produrre nuovi biomateriali. Siamo consapevoli che industrializzare la fase di frazionamento è tutt’altro che banale, ma non possiamo fare altrimenti, non a fronte di un allevamento industriale».

Scarti, non rifiuti

Ma non tutti gli scarti sono uguali. SCALIBUR nel nostro Paese non può lavorare direttamente con i rifiuti organici perché tra rifiuti e scarti, dal punto di vista normativo, c’è un abisso. «Nel nostro Paese per legge non possiamo alimentare animali con rifiuti. È chiaro che nella stesura della norma il legislatore pensava ai tradizionali animali da allevamento per l’alimentazione umana», continua Antonelli. «Qualsiasi materiale è utilizzabile fino a quando non entra in un cassonetto e diventa rifiuto a tutti gli effetti. E questo vale anche per i rifiuti organici che, come gli altri, non possono essere trasportati, conservati e utilizzati senza specifica autorizzazione. Purtroppo i tempi per ottenere un nulla osta all’utilizzo sarebbero incompatibili con i tempi del Progetto. Ecco perché lavoreremo con spazzatura-simili, ossia con scarti».

I ricercatori dell'Università di Modena e Reggio Emilia lavoreranno con scarti della grande distribuzione e degli Horeca (Hotellerie-Restaurant-Café) intercettati prima di trasformarsi in spazzatura. A partire da una caratterizzazione degli scarti organici si osserverà il comportamento delle larve, ossia come e quanto ingrasseranno alimentandosi. «Il problema generale del riciclaggio di questo substrato, fondamentale anche se non l’unico, è legato alla stagionalità. Osserveremo quindi come, al variare della dieta, cambierà l’aspetto ponderale», spiega il ricercatore.

La mosca soldato adulta non è un insetto fastidioso, vive pochi giorni e si nutre molto poco. In compenso la sua larva ha un appetito prodigioso e nell’arco di due o tre settimane raggiunge il massimo sviluppo ed è pronta per l’essicazione e il successivo frazionamento. Dal frazionamento della larva si ricavano proteine, lipidi e chitina. Quest’ultima presenta interessanti impieghi: dopo essere stata utilizzata a lungo dall’industria delle bevande, oggi, grazie alla sua biocompatibilità, biodegradabilità e non tossicità, apre significative prospettive in campo biomedicale e in svariati altri settori. I grassi ricavati dalle larve possono essere invece impiegati per produrre energia o biodiesel e le proteine per produrre mangimi, bioplastiche, colle e così via. Al momento non è contemplata l’introduzione di proteine derivanti dalle larve nell’alimentazione umana. «È prematuro», spiega Antonelli. «Anche se è vero che in altri Paesi europei, penso al Belgio o all’Olanda, è già ammesso l’uso di alcuni insetti nell’alimentazione dell’uomo».

I colleghi d’Oltralpe aiuteranno il gruppo di ricerca emiliano a verificare la presenza o meno di pericolo chimico, cioè la presenza di sostanze tossiche nelle larve. «Si possono certamente accumulare, ma da questo punto di vista sono abbastanza ottimista. Di fatto troviamo la stessa presenza di metalli pesanti nell’insalata e nella frutta che mangiamo quotidianamente, così come nei maiali, nelle vacche, nei pesci …», commenta il ricercatore. «Dobbiamo anche verificare che non vi sia un pericolo microbiologico, ma sono fiducioso anche su questo fronte: quando le larve di mosca soldato escono dal substrato fanno un’ultima muta spogliandosi di uno spesso strato di chitina, quindi da questo punto di vista sono pulite, microbiologicamente parlando».

Polimeri dalle mosche

Uno degli impieghi più interessanti e attuale resta quello della produzione di polimeri, una risposta all’allarmante consumo e indiscriminato utilizzo di prodotti di plastica, in particolare di quelli usa e getta. Un recente articolo di National Geographic, riassumendo lo stato dell’arte, titola: “Il 91% dei rifiuti in plastica prodotti fino al 2015 non è stato riciclato”. Si parla di 8,3 miliardi di tonnellata di plastica che impiega oltre 400 anni a degradarsi.

«La bottiglia d’acqua in plastica, uno dei materiali più semplici da riciclare, spesso è costituita da tre polimeri diversi: quello del tappo, quello dell’etichetta e quello della bottiglia. La plastica di fatto è una famiglia sterminata di sostanze. Esiste una variabilità incredibile di plastiche ed è una delle più grosse eredità che lasceremo alla posterità», spiega Antonelli. E aggiunge: «I minuscoli pezzetti di plastica che si possono vedere in sospensione anche in un mare apparentemente pulito non sono che un aspetto del problema, che almeno possiamo vedere a occhio nudo. Ma ci sono anche le microplastiche che misurano un millesimo di millimetro e le nanoplastiche, un milionesimo di millimetro, che smettono di comportarsi come sostanze solide, hanno un comportamento intermedio tra un composto (la sostanza chimica pura) e il particolato. Aumenta così il potere di penetrazione della plastica che alcuni animali, come i mitili, filtrano e accumulano. Siamo di fronte uno scenario assolutamente imprevedibile e imprevisto».

In Europa meno del 30% dei 25 milioni di tonnellate di plastica prodotta ogni anno viene raccolta e riciclata (carta e vetro nel 2017 si collocano entrambi sopra il 70%) e il restante 70% finisce in discarica o negli inceneritori. E incenerire la plastica costa. Stando agli esperti Ue, riciclare annualmente tutti i rifiuti mondiali di plastica consentirebbe un risparmio energetico di 3,5 miliardi di barili di petrolio.

A inizio 2018, due anni dopo il varo del Piano di Azione per una strategia della plastica, la Commissione europea adotta la Strategia della Plastica a partire dalla quale entro il 2030 tutti gli imballaggi di plastica prodotti dai Paesi membri dovranno essere riciclabili. E non solo plastica. Entro lo stesso anno la transizione all’economia circolare imporrà di ridurre almeno del 65% la produzione di rifiuti urbani e di abbattere al 10% lo smaltimento di rifiuti in discarica. Hermetia illucens può contribuire al raggiungimento di questo obiettivo e, come abbiamo visto, a molti altri.

Resta l’incognita del futuro utilizzo nell’alimentazione. Con un recente Regolamento la Commissione europea autorizza l’allevamento di soli sette insetti destinati alla produzione di mangimi per animali d'allevamento (e da compagnia), tra cui Hermetia. Si tratta di insetti che soddisfano specifiche condizioni di sicurezza: non devono essere patogeni o vettori di patogeni umani, animali o vegetali e, in particolare non devono essere alimentati con prodotti di origine animale.

Nel rigore del legislatore europeo riecheggia lo scandalo della mucca pazza, di milioni di vacche alimentate con farine animali che a partire dalla metà degli anni ’80 si è tradotto in una mattanza bovina, in una nuova malattia (una variante di Creuzfeldt-Jakob) che ha causato la morte di oltre 200 cittadini europei e il crollo della fiducia nelle istituzioni europee e nazionali. Queste ultime hanno sottostimato il rischio per ragioni politiche ed economiche. Una ferita non ancora rimarginata. Le attuali stringenti condizioni normative sull’alimentazione di animali da allevamento (e di conseguenza su quella umana) resteranno tali fino a quando la valutazione dei rischi non darà esito positivo. Intanto le larve di Hermetia illunces possono continuare ad alimentare il settore energetico, biomedicale, della produzione di mangimi e a salvarci da questo mare di plastica in tempesta.