chi siamo

Meaplant Innovation

La nostra storia è un percorso di continua evoluzione, guidato dal desiderio di rendere la coltivazione più semplice e accessibile a chiunque, ovunque.

La Dott.ssa Caterina Allera, durante la sua esperienza come ricercatrice nel campo della coltivazione fuori suolo presso il CREA, Consiglio per la ricerca in agricoltura e l'analisi dell'economia agraria, ha approfondito diverse tecniche di coltivazione basate sull'utilizzo di substrati naturali e artificiali, di particolare interesse per la loro maggiore produttività rispetto ai metodi agricoli tradizionali.

La sua ricerca l'ha portata a individuare nella relazione tra substrato di coltivazione e soluzione nutritiva fornita alle piante uno degli aspetti più complessi di questi sistemi.

I substrati attualmente utilizzati trattengono acqua e sali minerali che tendono ad accumularsi all'interno della matrice porosa. Elevate concentrazioni saline a livello radicale possono risultare dannose per le piante, rendendo necessari sistemi di monitoraggio e gestione operativa complessi per evitare danni alle colture.

Per superare queste criticità nasce Meaplant Innovation: un concetto innovativo basato su un substrato di coltivazione capace di trattenere le gocce di soluzione nutritiva senza assorbirle.

Ma come può un substrato trattenere l'acqua senza assorbirla?

La risposta è arrivata direttamente dalla natura: il modo in cui le gocce d'acqua rimangono sospese sulla tela di un ragno dopo la pioggia ha ispirato il nuovo substrato alla base di Meaplant Innovation.

Caterina Allera

Biologa Ricercatrice
Fondamenti Scientifici

La fisica alla base di Meaplant Innovation

Meaplant Innovation si basa su principi fisici osservati in natura e studiati in diversi ambiti scientifici, legati al comportamento dell’acqua, alla dinamica delle gocce e alle interazioni tra acqua e fili idrofobici.

Principi fisici
Tensione superficiale Fili idrofobici Ritenzione delle gocce
Effetti sul sistema
Drenaggio controllato Ricircolo a ciclo chiuso Ossigenazione radicale
Dalla natura alla tecnologia brevettata

Le gocce d'acqua rimangono sospese all'interno di una rete tridimensionale di fili, restando accessibili alle radici senza saturare il substrato.

Così come le gocce possono rimanere sospese sulle tele dei ragni, sulle fibre naturali o su superfici idrofobiche, il substrato Meaplant utilizza una rete di fili chimicamente inerti per trattenere le gocce di soluzione nutritiva grazie all'equilibrio tra tensione superficiale, geometria dei fili e forza di gravità.

Come funziona

Un equilibrio controllato tra ritenzione e drenaggio naturale

Il substrato è posizionato orizzontalmente rispetto agli irrigatori. Poiché le gocce vengono erogate da una distanza molto ridotta, la loro velocità d'impatto è limitata e ne favorisce la cattura da parte della rete di fili idrofobici intrecciati.

Con l'aumentare delle dimensioni e della massa delle gocce, l'equilibrio viene naturalmente meno: la forza di gravità supera le forze di ritenzione e la soluzione nutritiva in eccesso ritorna nel serbatoio. Questo meccanismo contribuisce a evitare eccessi idrici mantenendo al tempo stesso acqua e nutrienti costantemente disponibili per le radici.

Balance between gravity and surface tension in a droplet suspended on fibers

Schema semplificato dell'equilibrio fisico che permette alle gocce di rimanere sospese all'interno di una rete di fili interconnessi.

Letteratura scientifica sulle interazioni tra gocce e fili

Studi scientifici che illustrano i principi fisici alla base del substrato

Queste pubblicazioni non descrivono direttamente Meaplant Innovation, ma spiegano i principi fisici che consentono alle gocce d'acqua di rimanere sospese tra i fili, rendendo possibile la ritenzione e la distribuzione controllata dell'acqua.

Gocce su fili incrociati

Lo studio evidenzia come la geometria dei fili influenzi la capacità di trattenere e sostenere le gocce, permettendo ai fili intrecciati di supportare volumi maggiori rispetto a quelli orizzontali.

Z. Pan · F. Weyer · W.G. Pitt · N. Vandewalle · T.T. Truscott
Soft Matter · 2018 · Vol. 14 · p. 3724
DOI: 10.1039/C7SM01729D
Droplets on bent fibers scientific image
Le gocce d'acqua possono aderire ai fili in diversi punti, ma quelle più grandi si accumulano preferenzialmente nelle intersezioni che formano angoli acuti. Lo studio identifica circa 36° come l'angolo più favorevole alla ritenzione di gocce di grandi dimensioni. Crediti: Splash Lab.

Cattura delle gocce mediante un filo sottile

Le gocce che interagiscono con sottili fili orizzontali possono rimanere sospese oppure distaccarsi in funzione delle loro dimensioni, della velocità d'impatto e dell'equilibrio tra le forze di ritenzione e la gravità.

Élise Lorenceau · Christophe Clanet · David Quéré
Capturing Drops with a Thin Fiber
Journal of Colloid and Interface Science · 2004 · Pagine 192–197
DOI: 10.1016/j.jcis.2004.06.054
Sequence showing a droplet detaching from a thin fiber
Sequenza adattata da Lorenceau, Clanet e Quéré.

Reti Kirigami per la raccolta della nebbia

Lo studio dimostra come la geometria dei fili, la loro configurazione e le interazioni superficiali svolgano un ruolo fondamentale nella raccolta, nella ritenzione e nel drenaggio controllato dell'acqua catturata dalla nebbia.

Bintein, P.B. · Cornu, A. · Weyer, F. et al.
npj Clean Water · Volume 6 · Articolo 54 · 2023
DOI: 10.1038/s41545-023-00266-6
Kirigami fog nets scientific study image
Figura adattata da Bintein et al. · Nature Portfolio / npj Clean Water.

Impatto di una goccia su un filo

Una goccia in caduta può rimanere aderente al filo, distaccarsi oppure suddividersi in gocce più piccole in funzione della velocità d'impatto, delle dimensioni della goccia e dello spessore del filo. Lo studio rende chiaramente osservabili i meccanismi fisici che governano la cattura e il rilascio delle gocce.

Sung-Gil Kim · Wonjung Kim
Drop Impact on a Fiber
Physics of Fluids · Vol. 28 · 042001 · 2016
DOI: 10.1063/1.4945103
Crediti: Wonjung Kim / Sogang University
Dinamica computazionale dei fluidi

Visualizzare il comportamento delle gocce all'interno di una rete di fili

Le simulazioni FLOW-3D mostrano come le gocce interagiscono con una rete di fili intrecciati: impattano sulla struttura, vengono trattenute tra i fili, si distribuiscono all'interno della rete e infine drenano quando massa e gravità superano le forze di ritenzione.

Simulazioni visive realizzate con FLOW-3D. Video incorporati dal canale YouTube ufficiale di FLOW-3D.
Impatto di una goccia su una rete di fili | FLOW-3D
Interazione delle gocce con una rete di fili | FLOW-3D
Dalla scienza all'invenzione

Un principio fisico trasformato in un sistema di coltivazione brevettato

Meaplant Innovation applica questi meccanismi fisici all'interno di un pratico sistema di coltivazione fuori suolo: un substrato costituito da fili idrofobici e chimicamente inerti, nel quale le gocce rimangono sospese, le radici accedono ad acqua e nutrienti e la soluzione nutritiva in eccesso ritorna naturalmente al serbatoio.

  • Rete tridimensionale di fili intrecciati
  • Substrato idrofobico e chimicamente inerte
  • Gocce trattenute senza saturazione del substrato
  • Drenaggio naturale per gravità
  • Recupero e ricircolo dell'acqua a ciclo chiuso
  • Tecnologia brevettata a livello internazionale
Meaplant patent drawing showing the thread-based substrate

Disegno brevettuale Meaplant — rappresentazione del substrato costituito da una rete tridimensionale di fili intrecciati.

Dove i principi della natura
diventano innovazione per la coltivazione.

Questa è
Meaplant Innovation.

Meaplant Innovation

Il futuro della coltivazione inizia oggi.
Scopri il sistema Meaplant Innovation.

Per informazioni, collaborazioni e richieste commerciali, contatta il team Meaplant Innovation.

info@meaplant.com