Il progetto Nemo’s Garden a Noli raccontato da chi lo cura ogni giorno
Noli è un’incantevole cittadina costiera della Liguria, in Italia. È una città antica, così antica da essere menzionata nella Divina Commedia di Dante, ma devo confessarvi che di Noli sapevo ben poco, a parte il fatto che avevo sentito dire che sempre a Noli, da svariati anni, qualcuno stava portando avanti un programma di ricerca sulla coltivazione subacquea di piante. Il nome del progetto è “Il Giardino di Nemo”.
Le biosfere del Giardino di Nemo si trovano tra i 5 e i 10 metri di profondità poco distanti dalla battigia della spiaggia della cittadina. Si tratta di un progetto di ricerca e sviluppo in corso dal 2012, eppure molti ignorano completamente di cosa si tratti e quali sfide siano state superate per renderlo possibile. Durante un’immersione, ho intravisto le cupole della serra.
È stato uno spettacolo estremamente intrigante, ma non avevo mai avuto l’opportunità di approfondire la natura del progetto. Riflettendoci, mi è venuto in mente che sarebbe stato interessante ascoltare la storia di questa impresa direttamente da uno dei suoi principali collaboratori. E diciamocelo, anche il mio lato nerd era molto incuriosito dalle implicazioni tecnologiche di questa impresa.
Il “giardiniere” di Nemo
La persona in questione è Emilio Mancuso. Emilio è tante cose: biologo marino, subacqueo, appassionato di mare, fotografo subacqueo e presidente di Verdeacqua, un’impresa sociale dedicata alla divulgazione e alla conservazione degli ecosistemi marini. Tra tutte queste cose, l’Emilio che ci interessa è colui che coordina il sito pilota del progetto presso “Nemo’s Garden”. Per questa intervista, sarà semplicemente il nostro “Giardiniere di Nemo”.
Come è iniziato il progetto Nemo
Dario: Emilio, come è iniziata la tua esperienza con “Nemo”?
Emilio: Nel 2012, Sergio Gamberini, Presidente di Ocean Reef, ha avuto l’idea che ha portato alla creazione di questo progetto: coltivare sott’acqua, sfruttando le caratteristiche positive che il mare offre; ad esempio, la temperatura è pressoché costante durante tutto l’anno e si è protetti da condizioni meteorologiche avverse come la grandine. Inoltre, sembra una verità ovvia, ma sott’acqua c’è acqua in abbondanza per l’irrigazione. Dalla fase concettuale, il progetto si è evoluto nella forma che conosciamo oggi, con nove serre sottomarine, le biosfere fissate al fondale marino di Noli. Nel 2021, a causa di un cambio di gestione, è stato necessario trovare un nuovo coordinatore per il sito pilota di Noli, ed è qui che sono entrato in gioco io.
Cos’è il Giardino di Nemo e come funziona
Dario: Aspetta, puoi prima spiegare cos’è il “Giardino di Nemo”? Trovo le serre e le “biosfere” molto suggestive visivamente, ma non ne conosco gli obiettivi e lo scopo.
Emilio: È molto semplice. L’idea di Nemo è di sperimentare, scoprire se è possibile coltivare sott’acqua piante che normalmente crescono in superficie, capire cosa cresce meglio, come e perché. Nelle biosfere utilizziamo il metodo idroponico; le nostre piante crescono su un substrato “biocompatibile” composto principalmente da fibra di cocco, che ci permette di evitare l’uso del terriccio. L’acqua è fornita dal mare stesso, che, grazie al naturale processo di evaporazione e poi condensazione, può essere raccolta all’interno delle sfere.
Da lì, l’acqua – ora semplicemente acqua dolce – viene raccolta, addizionata dei nutrienti necessari e pompata in circolo attraverso il sistema idroponico della serra. Un lungo tubo circolare si snoda attraverso la biosfera e irriga tutte le piante. La luce solare fa il resto, permettendo alle piante di mantenere attiva la fotosintesi. I supporti delle biosfere poggiano su un fondale marino in pendenza, a una profondità compresa tra 5 e 10 metri. La temperatura rimane abbastanza stabile durante tutto l’anno, salendo e scendendo molto dolcemente con le stagioni, senza mai scendere sotto i 15 gradi Celsius.
Nella nostra “routine”, aggiungiamo semplicemente nutrienti in quantità e frequenze che dipendono dalle variazioni di alcuni parametri chimici dell’acqua, che monitoriamo costantemente. In questo modo, possiamo completare il ciclo di vita delle nostre piante, e quindi il ciclo di produzione, in circa 40-50 giorni.
Sensori, monitoraggio e alimentazione
Sembra quasi semplice, ma non lo è affatto. Innanzitutto, l’acqua deve essere pompata attraverso il sistema idroponico, motivo per cui è installata una piccola pompa, ma dobbiamo anche registrare tutte le condizioni ambientali e monitorare cosa succede. Per questo motivo, ogni biosfera è dotata di sensori complessi per misurare temperatura, luce e umidità, di un router per la trasmissione dei dati online e di una connessione di rete che collega le biosfere e connette il tutto al mondo esterno. E, naturalmente, tutto questo deve essere alimentato.
Cosa cresce sott’acqua e cosa no
Dario: Immagino che la questione non sia affatto così semplice. A proposito di esperimenti, cosa hai imparato nel corso degli anni su cosa funziona, cosa no e cosa è rischioso?
Emilio: Sì, Nemo è un progetto di ricerca e sviluppo e, come tale, si evolve nel tempo. Abbiamo sperimentato almeno 150 varietà di piante per capire quali si adattano meglio. Come previsto, le piante che prosperano in climi temperati e umidi sono le migliori. All’interno delle biosfere, l’umidità è molto alta, sempre superiore al 90%. Con questo, abbiamo coltivato di tutto, dai pomodori alle orchidee, dall’okra alla stevia, e poi abbiamo iniziato a sperimentare con piante officinali: salvia, timo, melissa, menta, maggiorana, origano e molte altre. Come ti ho detto prima, alcune piante non si sono adattate molto bene al clima umido della serra, mentre altre hanno prosperato.
Luce naturale e limiti energetici
Pensavamo che la quantità di luce, che perde parte delle sue lunghezze d’onda con la profondità, potesse essere un problema. Le lunghezze d’onda rosse e ultraviolette vengono quasi completamente assorbite dalla colonna d’acqua sopra le biosfere. Questo presunto fattore di stress si è invece rivelato uno stimolo. Le piante “sentono” questa riduzione della luce proveniente dalle profondità come se fossero ombreggiate da piante più alte, e per questo motivo aumentano il loro tasso di crescita nel tentativo di raggiungere aree più illuminate.
Dal punto di vista dell’illuminazione, abbiamo sperimentato anche la luce artificiale a spettro completo, con l’idea di aumentare le rese nei mesi invernali, ma alla fine abbiamo rinunciato a causa dell’impatto ecologico legato al consumo energetico. Vedete, Nemo è energeticamente autosufficiente. A parte alcune situazioni di emergenza, tutta l’elettricità proviene da alcuni pannelli solari e da una piccola turbina eolica installata sulla spiaggia accanto alla struttura sommersa. Dover aggiungere il carico di quelle luci a tutto questo sarebbe stato difficile al momento e avrebbe probabilmente modificato la natura del lavoro che stavamo svolgendo in un modo che ritenevamo non interessante.
Per questo motivo, abbiamo deciso di rinunciare e concentrarci sulla sperimentazione di nuove specie più adatte alle condizioni invernali. In ogni caso, le rese durante i mesi “caldi” sono già ottimali.
Impollinazione e limiti biologici
Dario: Incredibile, ma avete coltivato anche pomodori o zucchine?
Emilio: In generale, sì, abbiamo coltivato anche pomodori e fragole, ma niente zucchine. Vedi, al momento abbiamo una limitazione importante: non ci sono impollinatori nelle serre. Quindi per ora, poiché non vogliamo introdurre nella biosfera insetti necessari alla riproduzione delle piante, dobbiamo limitarci a specie di cui possiamo utilizzare steli, foglie e fiori per la riproduzione, ovvero specie autoimpollinanti.
Dario: Tutto questo è incredibilmente affascinante. Ascoltandoti, mi rendo conto che stiamo raccontanto una sfida multidisciplinare: biologia, tecnologia, capacità organizzative, tutto entra in gioco. Ma dal punto di vista ingegneristico, cosa avete imparato? Come avete sviluppato le vostre soluzioni?
Emilio: Un problema che può sembrare banale è l’alimentazione elettrica. Siamo sott’acqua e sai come l’acqua salata e l’elettricità non vadano molto d’accordo. Per motivi di sicurezza, tutta la trasmissione è a bassa tensione, 12 volt, che utilizziamo per alimentare tutte le apparecchiature. I circuiti di alimentazione per far funzionare i sensori, le pompe, i raccoglitori d’acqua e le telecamere sono completamente personalizzati. Le biosfere ora hanno una rete Wi-Fi; la usiamo per raccogliere dati e comunicare, o persino per ospitare live streaming. Realizzare tutti questi componenti è stata una sfida nella sfida.
Raccolta dell’acqua e gestione dell’aria
Dario: Ma cos’è quel sistema di raccolta d’acqua e aria che hai appena menzionato?
Emilio: Sì, i raccoglitori d’acqua sono in realtà condensatori d’aria. Come ti dicevo prima, l’acqua si condensa all’interno delle serre e deve essere raccolta prima di essere pompata in circolo, ma come?
Nel corso degli anni abbiamo sperimentato diverse soluzioni. Il primo era un tergicristallo meccanico che, scorrendo all’interno della cupola della serra, spingeva la condensa verso il bordo da dove finiva in una sorta di grondaia in una vasca di raccolta. Questo sistema poteva essere migliorato; ci siamo resi conto che potevamo raccogliere l’acqua direttamente dall’aria utilizzando un condensatore, un dispositivo simile a quello che si trova nei deumidificatori, ovvero il sistema di raccolta acqua-aria. Abbiamo abbandonato il “tergicristallo” e ora tutte le biosfere funzionano in questo modo.
Abbiamo anche iniziato di recente a misurare il pH e la conduttività elettrica dell’acqua. In questo modo, da remoto, possiamo capire come vengono consumati i nutrienti e se è necessario aggiungerne altri.
Dal seme al raccolto
Dario: Trovo tutto questo estremamente interessante, anche dal punto di vista tecnologico, ma mi rendo conto di non avere idea di come avvenga il lavoro in serra. Come passi dal seme alla pianta al raccolto. Potresti spiegarmelo un po’?
Emilio: È piuttosto complesso. Innanzitutto, per motivi di contaminazione, preferiamo portare i semi direttamente nelle biosfere, mai le piantine completamente sviluppate. Quindi, partendo dal seme, questo viene portato nella biosfera in un contenitore impermeabile, insieme ai “plug”: piccoli coni in fibra di cocco. Una volta in serra, ogni cono viene seminato con uno o più semi, a seconda del tipo di pianta. Vengono aggiunti i nutrienti e il tutto viene posizionato nel semenzaio.
Ogni biosfera ha due semenzai, questi contenitori chiusi dove i semi possono germinare all’ombra. Abbiamo visto che tenere i semi al buio facilita la germinazione. Il processo richiede circa due giorni e, al termine, il seme germinato che ha colonizzato il substrato in fibra di cocco è pronto per essere trapiantato. Generalmente ci assicuriamo che quando la coltura in una determinata serra è pronta per il raccolto, la generazione di sostituzione sia già pronta nel semenzaio.
Quindi, dopo il periodo di crescita nei semenzai, i germogli vengono trasferiti nel sistema idroponico. A quel punto, ci limitiamo a monitorarne la crescita. Generalmente eseguiamo un paio di raccolti prima del raccolto finale. Quindi, ricapitolando, considerando che abbiamo nove biosfere, tra semina, trasferimenti, raccolti, aggiunta di nutrienti e pulizia dell’esterno della serra, soprattutto in estate, lavoriamo in acqua per almeno 4-5 ore al giorno.
Pianificazione delle immersioni e sicurezza
Dario: Abbiamo parlato di Nemo come di un progetto che si svolge sott’acqua. Mi hai detto che nella stagione calda sono necessarie molte ore di lavoro a settimana per far funzionare tutto senza intoppi. Stavo pensando a come pianifichi le immersioni, i turni, come gestisci la sicurezza e quali attrezzature utilizzi?
Emilio: È importante notare che le immersioni si svolgono tutte entro i 10 metri di profondità e una parte significativa delle lunghe permanenze si svolge nelle biosfere, che sono abbastanza grandi da consentire il lavoro al loro interno. Quindi abbiamo poco da pianificare e dobbiamo solo monitorare i sensori interni per garantire che la qualità dell’aria sia sempre buona.
Per il resto, si applicano le norme e i protocolli di sicurezza standard, e utilizziamo sempre maschere subacquee integrate Ocean Reef con comunicatori, così possiamo comunicare tra di noi in acqua e con la centrale di controllo in superficie.
Contaminazione e rischi
Dario: Davvero impressionante. Senti, qual è la sfida più grande che hai affrontato o hai affrontato?
Emilio: Sicuramente il rischio di contaminazione. Ogni biosfera è un microcosmo autonomo; il mare funge da barriera, isolando ogni serra. Questo è un aspetto positivo, permettendoci di coltivare senza pesticidi e altri prodotti per il controllo dei parassiti, ma il rischio è sempre dietro l’angolo. Il clima umido delle serre favorirebbe purtroppo la diffusione di funghi e muffe se questi dovessero penetrare.
È una lezione che abbiamo imparato duramente dall’esperienza. Seguire uno scrupoloso protocollo di pulizia e controllo per evitare che noi stessi e i nostri strumenti diventiamo vettori di contaminanti è obbligatorio e fa parte della nostra routine. Oltre al rischio di contaminazione biologica, c’è anche la contaminazione chimica, la più inaspettata: l’acqua di mare, con il suo alto contenuto di sale, basta uno schizzo per bruciare una foglia o una piantina.
Quando entriamo in una sfera, è il momento in cui serve la massima cautela e, prima di operare, dobbiamo lavarci le mani e qualsiasi cosa possa entrare in contatto con le piante provenienti dal mare, con l’acqua raccolta nelle serre. E anche con tutte queste precauzioni, a volte non basta. Ricordo che anni fa abbiamo dedicato una biosfera all’alloggiamento di piante terrestri provenienti da un vivaio; erano piante già cresciute che avevamo portato a Nemo. Era un esperimento. Abbiamo pulito accuratamente le piante, rimosso il terriccio, pulito anche quello, ripulito le radici e poi trasferito tutto in una serra dedicata. Potete immaginare la complessità di “piantare” nella biosfera.
Alla fine, tutto è andato bene, le piante sono cresciute perfettamente, ma a un certo punto, l’intera serra è stata infestata dagli afidi. Da dove venivano? Come erano riusciti a superare tutte le barriere? Alla fine abbiamo scoperto che le uova erano presenti fin dall’inizio all’interno dei dotti linfatici delle piante.
Oltre Noli
Dario: Che storia! Tutto questo mi fa pensare che se qualcuno coltivasse piante nello spazio, probabilmente avrebbe molto da imparare dalla tua esperienza. Anche solo il “trucco” di avere biosfere “isolate” l’una dall’altra, in modo che un problema non possa improvvisamente contagiare l’intera filiera, è un’ottima idea.
Emilio: In effetti, ci sono molte somiglianze, e l’esperienza di Nemo sarebbe sicuramente estremamente preziosa.
Dario: Mi chiedevo se Nemo avesse avuto successori o progetti paralleli, oltre a Noli.
Emilio: Il Giardino di Nemo a Noli è il primo impianto pilota e il più operativo ad oggi, ma Nemo ha prodotto alcuni “piccoli” bambini Nemo; abbiamo biosfere installate in varie parti del mondo, in altri mari. Generalmente, si tratta di installazioni più piccole, di cui parleremo in futuro, quando potremo farlo ufficialmente.
Dario: Infine, per concludere questa lunga conversazione, vorrei farti due ultime domande. Prima di tutto, cos’è in realtà il Giardino di Nemo?
Emilio: Si tratta di partire con un team di grandi professionisti, a bordo di un’astronave tecnologicamente avanzata, pronti a esplorare nuovi orizzonti che speriamo possano portare conoscenze e competenze a beneficio di tutti.
Dario: Secondo, cosa pensi che ti lascerà l’esperienza Nemo?
Emilio: Guarda, ci ho pensato e credo che la cosa più bella, oltre a quanto sia meraviglioso per me lavorare sott’acqua, sia l’opportunità di lavorare con il team di persone che mantiene a galla questo progetto. Donne e uomini con competenze molto diverse: subacquee, agronomiche, biologiche, ingegneristiche, un team unito da una forte motivazione e da una grande capacità di lavorare in team. Nonostante tutte le cose uniche che abbiamo realizzato, questo elemento umano è il più raro e insostituibile; la mia gratitudine va sempre a loro.
Foto di copertina di ©Giacomo d’Orlando
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