Controllo in tempo reale della presenza d'acqua nelle piante
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Alan N. Lakso, un fisiologista dell'organismo delle piante da frutta presso il Dipartmento di Scienza di Orticoltura della Cornell University di Geneva, New York, 15 anni fa ebbe l'idea di sviluppare un microscopico sensore per misurare l'umidità presente nelle piante vite e lo stress relativo alla scarsità d'acqua presso il laboratorio di nano-fabbricazione dell'università, ma purtroppo la tecnologia necessaria non era allora disponibile.
Da sinistra: Vinay Pagay, Abraham Stroock e Alan Lakso esaminano un vafer di silicone che verrà usato nella costruzione di un microsensore per monitorare lo presenza di umidità nella vite.
Foto di Ted Boscia/College of Agriculture and Life Sciences
L'dea di Lakso ha iniziato a prendere forma recentemente, quando Abraham Stroock, docente associato di ingegneria chimicaha alla Cornell University ha sviluppato una pianta sintetica che mimica il percorso dell'acqua all'interno della pianta tramite una fettina di idrogel dotata di pori che rilevano valori nanometrici. L'oggetto consiste in un microsensore capace di misurare in tempo reale la quantità di acqua presente in una pianta. In teoria il sensore permetterà ai viticoltori di ottenere un equilibrio idrico preciso, evitando sia la carenza d'acqua sia la sovra-irrigazione, due estremi che contribuiscono a deteriorare la qualità dell'uva da vino.
"Per controllare in maniera ottimale l'umidità nella pianta", ha detto Lakso, "occorre che monitoriamo ... con esattezza cosa succede all'interno della pianta".
Assieme a Vinay Pagay, uno studente con lauree in computer engineering e viticultura, il team scientifico sta lavorando presso la Cornell Nanofabrication Facility (azienda di nonofabbricazione dell'Università di Cornell) a Ithaca, nello stato di New York, alla costruzione di prototipi di vafer di silicone del diametro di 4 pollici (10,16 centimetri) che contengono approssimativamente 100 microsensori ciascuno. Il gruppo ha inoltre iniziato una collaborazione con la Infotonics, una ditta di Canandaigua, nello stato di New York, specializzata in sistemi micro-elettro-meccanici (MEMS), allo scopo di pianificare la commercializzazione dei sensori. Una partnership che sposa ingegneria d'avanguardia con applicazioni pratiche nel settore agroalimentare.
Il gruppo spera di sviluppare un sensore in grado di trasmettere campi di lettura ad un server centrale tramite connessione senza fili. I dati verranno poi elaborati e messi a disposizione del viticoltore via Internet. Il progetto ha già destato l'interesse dell'azienda vitivinicola californiana E. & J. Gallo Winery, oltre che quello di ricercatori e capitani d'industria australiani, spagnoli e italiani. "Non sono [interessate] solamente le grandi aziende vitivinicole", ha detto Lakso. "La nostra speranza è che la micro-produzione consenta costi bassi [che siano] accessibili anche ai piccoli coltivatori".
Oltre all'industria vitivinicola la tecnologia interessa anche l'industria manifatturiera, quella elettronica e aziende che processano sostanze alimentari. Taryn Bauerle, docente assistente di orticoltura e parte del gruppo di ricerca, descrive come i sensori possono venire inseriti negli alberi di un ecosistema forestale per misurare su larga scala l'assorbimento d'acqua e il flusso di sostanze nutrienti [nelle piante] con un'accuratezza finora impossibile. "Le menti di tutti questi [studiosi] stanno lavorando assieme", ha detto. "Non c'è limite alle possibilità offerte da questa tecnologia".
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