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Stampare il cibo in 3D per sconfiggere la fame nel mondo

«Il cibo stampato in 3D potrebbe porre fine alla fame nel mondo» affermava nel 2013 Anjan Contractor, ingegnere meccanico alla Systems and Materials Research Corporation. Quel giorno non è ancora arrivato, ma la stampa in 3D degli alimenti sta facendo passi da gigante. Interessa alla NASA per trovare soluzioni efficienti alla gestione del problema del cibo nello spazio ed è spinta dalla crescente richiesta di innovazione e sperimentazione in cucina.

di Luca Indemini

Un report di BIS Research prevede che il mercato globale delle stampa 3D di alimenti raggiungerà i 525,6 milioni di dollari nel 2023, segnando una crescita annua di circa il 46 per cento. Questa crescita esponenziale è motivata dalla consapevolezza degli innovatori alimentari sulla necessità di elevare i sistemi di produzione gastronomica, per rispondere tanto alle esigenze dei consumatori quanto a quelle globali.

È lecito pensare, dunque, che in un futuro non troppo lontano, gli alimenti stampati in 3D possano avere un impatto significativo nella lotta alla fame nel mondo.

Partendo da alimenti abbondanti e facilmente reperibili, come le alghe, che sono ricche di proteine e antiossidanti, è possibile produrre quantità di cibo sufficienti a rispondere alle necessità di tutti gli abitanti del pianeta.

Come si stampano in 3D gli alimenti

Le potenzialità della stampa alimentare 3D raccontate da Campden BRI

La stampante 3D è la tecnologia perfetta per la produzione alimentare, perché consente di produrre costruzioni tridimensionali con geometrie complesse, trame complesse, valori nutrizionali aumentati e sapori realistici. Certo, la stampa di cibo differisce da quella con materiali tecnici per diversi aspetti: gli alimenti sono composti da diversi ingredienti, inoltre i materiali sono particolarmente complessi e gli ingredienti alimentari interagiscono tra loro chimicamente. Infine, la stampa di alimenti comporta la cottura durante la stampa.

Le tecnologie utilizzate per stampare cibo in 3D includono sinterizzazione selettiva, la fusione ad aria calda, il legame liquido e l’estrusione hot-melt. Recentemente, in Corea del Sud è stata sviluppata una piattaforma di stampa 3D che utilizza un processo di deposito fuso per creare prodotti alimentari con microstrutture che replicano le proprietà fisiche e la trama in nanoscala del cibo reale.

Di cosa è fatto il cibo stampato in 3D

I materiali con cui viene stampato il cibo in 3D, sono gli ingredienti normali del cibo: acqua, olio, farina, burro, uova. L’“inchiostro alimentare” viene depositato da un ugello che segue il progetto di un modello CAD. L’inchiostro deve avere le giuste consistenza e viscosità per essere estruso in modo uniforme dall’ugello e mantenere la sua forma dopo essere stato depositato. Le stampanti multi-ugello permettono una maggiore complessità di progettazione: ad esempio, consentono di automatizzare la preparazione di una pizza, depositando in sequenza la pasta, la salsa e il formaggio.

Uno dei primi casi italiani è la pasta 3D di Barilla presentata a Expo2015

La biostampanti possono stampare in 3D strati di cellule animali viventi necessarie per creare la carne. Modern Meadow permette di stampare carne in 3D senza uccidere gli animali. Il processo inizia con un prelievo di cellula staminali da una mucca attraverso una biopsia. Le cellule vengono poi stimolate a produrre cellule muscolari, che sono poi depositate in più strati su una superficie special, da una biostampante 3D. In questo modo, le cellule si fondono insieme formando tessuto muscolare o carne.

Un elemento chiave negli alimenti stampati in 3D sono la consistenza e la struttura; tema di cui si occupano gli studi del team del dr. Amy Logan al Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization a Canberra, in Australia. «I nostri alimenti strutturati saranno basati su cibi reali e preparati con trame, sapori e odori attraenti – spiega Logan dalle pagine di Engineering For Change -. Attraverso la combinazione di modelli di deposizione dei materiali e modelli di cottura tramite laser si possono produrre nuove trame alimentari.»

La “customizzazione” del cibo

Una delle possibilità più interessanti per gli alimenti stampati in 3D è la loro personalizzazione. Gli inchiostri possono essere creati con estrema precisione per dar vita ad alimenti con contenuto nutrizionale specifico per le esigenze individuali di ciascuno.

Inoltre, le trame possono essere modificate per rendere, ad esempio, il cibo più facile da deglutire (è un esempio il caso del cibo stampato in 3D per le case di cura per anziani in Svezia).

Alcuni alimenti, come maiale, pollo, patate, pasta e piselli, vengono cotti e frullati prima di essere estrusi e stampati in forme riconoscibili – si legge sul sito GE. In fase di stampa poi è possibile “customizzare” questi elementi in base alle esigenze del singolo consumatore, renderli visivamente accattivanti e appetitose. In questo senso, come ha rimarcato Hod Lipson della Columbia University, sempre a Engineering for Change, la stampa 3D di alimenti non significa semplicemente produrre alimenti convenzionali con una nuova tecnica: «Si tratta piuttosto di esplorare nuovi alimenti che prima non si potevano produrre. Bisogna sposare la cucina con il software.» Con tette le potenzialità che potranno derivarne. Uno dei casi più recenti è la “cottura a laser” sviluppata proprio alla Columbia University, dal ricercatore Johathan Blutinger.

Siamo ancora all’inizio del percorso. Intanto, nel giugno 2020, Venlo, in Olanda, si appresta ad ospitare la quarta edizione della 3D Food Printing Conference, occasione per fare il punto della situazione su macchinari, progetti e sperimentazioni.

La stampante 3D che trasforma i rifiuti in arredi urbani

Cittadini coinvolti nella raccolta della plastica e nell’ideazione e realizzazione di nuovi arredi per la propria città. Questa è l’idea alla base di “Print Your City“, iniziativa dello studio olandese di design The New Raw, che usa la stampante 3D per riciclare i rifiuti plastici e arredare gli spazi urbani.

di Viviana Brun

 

“Print your city”, letteralmente “stampa la tua città”, è un progetto che compie un passo avanti rispetto alla semplice raccolta differenziata, coinvolgendo i cittadini sia nella fase di raccolta dei rifiuti che in quella d’ideazione e produzione dei nuovi oggetti.

Da Amsterdam a Salonicco

Il progetto è stato lanciato per la prima volta ad Amsterdam con lo sviluppo del prototipo di panchina XXX. Una panca interamente stampata in 3D a partire dai rifiuti plastici prodotti in media da una coppia di olandesi nel corso di un anno. Il progetto ha dimostrato da subito di avere un grande valore ambientale, perché sfrutta una delle caratteristiche intrinseche della plastica, ovvero l’estrema durabilità. Qualità che spesso è del tutto trascurata nel nostro uso quotidiano.

Il fallimento dei prodotti di plastica è intrinseco al loro stesso design – dicono Sakkas e Setaki, i due designer responsabili del progetto – dato che sono stati progettati per durare per sempre, ma spesso li usiamo una sola volta e poi li buttiamo via. Con Print Your City, invece, ci sforziamo di mostrare un modo migliore di utilizzare la plastica, in applicazioni di lunga durata e ad alto valore”.

Nel 2018, da Amsterdam il progetto è volato in Grecia, dove The New Raw lavora nell’ambito del programma “Zero Waste Cities“, promosso da Coca Cola.

A Salonicco è nato così lo Zero Waste Lab, un centro dove i cittadini possono portare i propri rifiuti (o raccoglierli nei bidoni blu sparsi per la città), proporre le proprie idee e partecipare alla fase di produzione dei nuovi oggetti. Lo Zero Waste Lab è un vero e proprio centro educativo dove i cittadini possono sperimentare il processo di riciclo della plastica, progettando nuove soluzioni per la propria città.

Inoltre, attraverso il sito web Print Your City i cittadini possono scegliere il design, la funzione, il colore dei nuovi arredi urbani che verranno creati grazie ai loro rifiuti e decidere in quale spazio pubblico della città collocarli. Una volta completata l’ideazione del proprio oggetti, il sito web informa sulla quantità di rifiuti plastici che dovranno essere raccolti per riuscire effettivamente a stampare in 3D quel dato prodotto.

Dal lancio del sito nel dicembre 2018 a oggi, sono stati presentati oltre 3.000 progetti. L’area della città più votata è stata Hant Park ed è proprio lì che verranno collocate le prime panchine.

L’obiettivo di The New Raw per quest’anno è quello di riuscire a riciclare quattro tonnellate di rifiuti di plastica, che equivale approssimativamente alla quantità prodotta da 14 famiglie greche.

Oltre al valore ambientale

Stampare in 3D arredi urbani partendo da rifiuti domestici è già di per sé qualcosa di utile e affascinante, ma non è davvero questo il plus valore di questa iniziativa. Il vero punto di forza di questo progetto sta nella capacità di promuovere pratiche di cittadinanza attiva, puntando sull’educazione dei cittadini. Le persone infatti sono coinvolte in ogni fase del processo, dalla raccolta dei rifiuti alla produzione dell’oggetto, fino alla scelta dell’area in cui questo verrà collocato. Si lavora alla creazione di una coscienza comune, volta alla trasformazione costruttiva degli spazi pubblici. Il cittadino diventa così parte integrante e viva della propria comunità e accresce il proprio senso di responsabilità. La componente innovativa di questa iniziativa non risiede quindi solo nell’uso dello strumento, la stampante 3D, ma nell’approccio comunitario e partecipativo, tipico della fabbricazione digitale e della cultura dei “maker“.

 

Photo credits: Print your city