Le microonde: Una tecnica eco-compatibile per la difesa fitosanitaria Rita Massa

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1 Le microonde: Una tecnica eco-compatibile per la difesa fitosanitaria Rita Massa

2 A causa della crescente preoccupazione sull'impiego dei pesticidi (sostanze chimiche) e il relativo inquinamento ambientale è sempre più grande l'interesse a sviluppare tecniche alternative egualmente efficaci ma che non danneggiano la qualità del prodotto Mezzi fisici Radiazioni Ionizzanti (alte dosi, impianti costosi, insetti sviluppano radioresistenza, sicurezza dei lavoratori) Conservazione in atmosfera controllata (adatta per lunghe conservazioni, non sempre efficiente per elevati livelli di infestazione) Riscaldamento convenzionale (aria o acqua calda) Riscaldamento dielettrico (radiofrequenze o microonde)

3 Perché impiegare le microonde (o RF) per la disinfestazione Le microonde (RF) sono radiazioni non ionizzanti Esse sono assorbite dai tessuti biologici con elevato contenuto di acqua determinando un aumento di temperatura Il riscaldamento avviene nei tessuti ed è di tipo volumetrico, al contrario del riscaldamento convenzionale che è superficiale Riscaldamento convenzionale Riscaldamento a microonde Il riscaldamento a microonde è quindi più veloce e selettivo

4 Frequenze ISM (Industrial, Scientific, Medical) RF λ 13,56 MHz 27,12 m 27,12 MHz 11,06 m 40,68 MHz 7,37 m 433,92 MHz 0,69 m Minore interazione con l'acqua Maggiore penetrazione nel materiale Minore riscaldamento Maggiore interazione con l'acqua Minore penetrazione nel materiale Maggiore Riscaldamento Microonde 915,00 MHz 0,33 m 2,450 MHz 0,12 m

5 Riscaldamento convenzionale Tempi lunghi di trattamento a causa del lento trasferimento di calore verso l'interno Temperature elevate in superficie per raggiungere le temperature desiderate all'interno (gradienti termici) Tempi prolungati di trattamento possono comportare un detrimento della qualità o dell'aspetto del prodotto finale Lento trasferimento di calore può comportare una termotolleranza negli insetti (HSP)

6 Riscaldamento dielettrico Riscaldamento volumetrico. Più rapido soprattutto in tessuti con alto contenuto d'acqua, meno in quelli con elevato contenuto di grassi e/o zuccheri Non lascia residui Distrugge l'insetto in tutti i suoi stadi. Quelli che sopravvivono non mostrano resistenza all'agente fisico, inoltre il trattamento può indurre danni agli organi interni, perdita di peso, una ridotta capacità di riproduzione, malformazioni nella progenie Sono stati osservati effetti contrastanti sulla germinazione dei semi Riscaldamento disuniforme

7 Riscaldamento dielettrico La possibilità di utilizzare microonde o radiofrequenze per un trattamento ecocompatibile delle derrate alimentari (cereali, frutta fresca, frutta secca, etc) è ampiamente riportato in letteratura. Applicazioni su noci o mandorle hanno dimostrato che questi agenti non influiscono sulla qualità del prodotto finale in termini di consistenza, colore del guscio, sapore ma anzi riducono la loro suscettibilità nel diventare rancide durante lo stoccaggio.

8 Disuniformità del riscaldamento 27 MHz Simulazione del riscaldamento dielettrico di una confezione di uva passa (27 MHz,6 kw ) Distribuzione di temperatura in un frutto (a) simulazione,( b) validazione sperimentale

9 Soluzioni proposte Movimentazione dei frutti (semi/cereali) Preriscladamento acqua + RF Azione combinata riscaldamento aria + RF Trattamento a RF dei frutti immersi in soluzione salina

10 Problemi analoghi sorgono nel caso di disinfestazione dei pallet International Standards for Phytosanitary Measures (ISPM) No. 15, Regulation of wood packaging material in international trade Termogrammi della superficie superiore di due assi di pino dopo trattamento a microonde Sono riportate le temperature massime e minime riscontrate. (a) due hot spot in una struttura a 37.8 C dovuti a disomogeneità nella struttura. (b) la presenza di una macchia di resina comporta un incremento termico localizzato.

11 Conclusioni Ampia letteratura relativa al riscaldamento dielettrico delle derrate alimentari, della frutta (fresca o secca), del legno, dei manufatti in legno per l' imballaggio e il trasporto, etc. La ricerca interdisciplinare, lo sviluppo di software, le potenzialità sempre maggiori dei sistemi di calcolo e la riduzione dei prezzi dei sistemi a RF sono i presupposti per ridurre le limitazioni della metodologia e renderla sempre più applicabile con successo. Per quello che è a nostra conoscenza non è mai stato fatto uno studio sul trattamento a microonde per la disinfestazione di una pianta PROGETTO MIPALM

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