Apesentinella, un’arnia per il monitoraggio dell’aria

Alla 26° edizione di Ecomondo, la più importante manifestazione fieristica europea per l’economia circolare e la transizione ecologica, tenutasi a Rimini dal 7 al 10 novembre scorso, è stato presentato per la prima volta il progetto ApeSentinella, prima arnia per biomonitoraggio integrato dell’aria in aree industriali e in ambiente urbano: un progetto che nasce dall’esperienza acquisita in 5 anni di biomonitoraggio con le api, le nostre sentinelle dell’ambiente, e che ha portato allo sviluppo di un brevetto europeo per un’arnia intelligente disegnata ad hoc per il biomonitoraggio anche in ambienti urbani.

Il progetto nasce dalla collaborazione tra l’azienda Ecologia Viterbo e il corso di laurea in Design per l’Industria Sostenibile e il Territorio dell’Università degli Studi della Tuscia ed ha visto due giovani studenti del secondo anno del corso di laurea, Trudu Giorgia (19 anni) e Cuprifi Lorenzo (20 anni), collaborare al design del prototipo esposto a Rimini, sotto supervisione del docente Jurji Filieri.

Secondo uno schema ormai collaudato, gli studenti del corso di Laboratorio di Design sono stati coinvolti da subito nel progetto attraverso un concorso interno, da cui è stato selezionato il modello più efficace per gli esperti e i vertici dell’azienda. I giovani designer sono entrati a far parte di un gruppo di ricerca dell’università per sviluppare e ingegnerizzare il prodotto fino a tradurlo in un prototipo funzionante, realizzato con la collaborazione delle aziende Micci Peperino e l’Accento Arredamenti.

L’arnia in questione si occupa di biomonitoraggio non invasivo, grazie alla presenza di sensori che monitorano la qualità dell’aria circostante e una microcamera interna, alimentati da pannelli fotovoltaici posti sul cappello della struttura, e all’utilizzo di matrici che vengono utilizzate per l’analisi chimica dei prodotti delle api, in modo da verificare l’eventuale presenza di agenti inquinanti. L’ispirazione è nata dalla forma esagonale che richiama le cellette degli alveari delle api ed è stata riportata in tutti quelli che sono gli elementi che compongono l’oggetto: la base, il cappello, e la finestra presente sul lato. Con la scelta dei materiali si è puntato sulla valorizzazione del territorio e delle tradizioni della Tuscia.

Il progetto di biomonitoraggio è stato affidato a 1,2 milioni di api sentinelle della natura nelle zone prospicenti la discarica e l’impianto TMB. Le api sono insetti particolarmente esposti alla contaminazione ambientale, sia per la loro capacità di bottinare su una vasta area intorno all’alveare (in media 3km di raggio), sia per l’alta organizzazione sociale di cui godono. Le modalità con cui l’ape può essere avvelenata sono fondamentalmente due: ingestione e contatto, separatamente od associate.

Le famiglie di api consentono di ottenere molteplici matrici idonee al monitoraggio ambientale: api adulte, cera, miele, propoli. Gli alveari sono scelti e costituiti in base a specifici parametri in grado di eliminare ogni possibile bias sui risultati analitici delle molecole oggetto del monitoraggio.

Il progetto: l’allevamento di 35 alveari in arnia tipo dadant-blatt presso l’Impianto in Loc. Casale Bussi e della discarica in Loc. Le Fornaci. Ogni alveare ospita circa 15.000 api, valore che tenderà a crescere raggiungendo fino 50.000 api per ogni singolo alveare. Queste famiglie di api serviranno per la produzione di miele e per una valutazione qualitativa della salute delle api.
Altre 5 arnie a sito sono state inserite a circa 50 metri di distanza dalle precedenti e sono impiegate per il prelievo di campioni ed un monitoraggio tramite sensori innovativi che controlleranno il tasso di mortalità, i flussi nettariferi e le esigenze nutrizionali.

Le modalità di prelievo dei campioni sono le seguenti:

Miele: il miele da utilizzare per le analisi deve essere fresco, non opercolato. La parte di favo scelta per il campionamento (di dimensioni 15×15 cm) viene escissa con bisturi sterile (da sostituire dopo ogni prelievo) ed il miele viene spremuto dal favo in un contenitore sterile monouso (busta presto-chiuso). La cera eventualmente presente deve essere, per quanto possibile, allontanata. Anche il miele prodotto dalle api nei melari (per autoconsumo o vendita) sarà analizzato per escludere la presenza di contaminanti.

Api: il prelievo della matrice ape consiste nella cattura di un minimo di 200 api bottinatrici (circa 20g di api) al rientro in alveare. Per ottenere api bottinatrici, le uniche in movimento costante nel territorio intorno la postazione, verrà chiusa la porticina dell’alveare per facilitare l’accumulo delle bottinatrici sul predellino e per evitare il prelievo di api guardiane o di fuchi. Si preferirà effettuare i campionamenti nelle tarde ore mattutine o nel primo pomeriggio, ossia quando le api mostreranno un’intensa attività di bottinatura. Ciascun campione dovrà essere immediatamente pesato per garantire una quantità minima di 10g. Inoltre, le api campionate saranno immediatamente riposte in contenitori termici contenenti ghiaccio secco od altro idoneo materiale per la crioconservazione, sì da ridurne la loro attività vitale nel più breve tempo possibile. Oltre al campionamento di api bottinatrici può risultare determinante il campionamento di api morte, se presenti nei pressi dell’alveare, per permettere l’identificazione delle sostanze responsabili della sopraggiunta mortalità acuta.

Cera: il prelievo della matrice cera consiste nella escissione di cera d’opercolo fresca, ottenuta preferibilmente da cellette contenenti miele, impiegando materiale monouso già precedentemente descritto. In assenza di cera di opercolo recentemente costruita (rinvenibile grazie al colore più chiaro), è possibile prelevare campioni di cera nelle parti terminali del telaino che siano stati recentemente costruiti. In questo caso la campionatura è facilitata con i telaini starter impiegati negli alveari sentinella.

Le analisi su api, cera e miele per i fini del monitoraggio sono state condotte da Agri-Bio-Eco Laboratori Riuniti SRL., mentre le analisi sui campioni di miele confezionati sono state condotte dall’Istituto è accreditato da ACCREDIA dal 1998 secondo la norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025.

Sono ben 315 gli apiari in Europa che forniranno alla Commissione Europea (Direttorato Generale dell’Ambiente) dati dettagli sullo stato di salute dell’ambiente circostante.

Le novità non riguardano solo l’ampiezza del progetto ma anche il coinvolgimento dei principali centri di ricerca e laboratori di riferimento Europei che analizzeranno innovative matrici non invasive in grado di fornire dati sulla presenza di pesticidi, VOC, IPA, microplastiche, metalli pesanti e la biodiversità dei pollini bottonati dalle api.

I pesticidi presenti nell’ambiente saranno quantificati tramite APIStrips, delle strisce innovative in grado di catturare tutti gli inquinanti con cui le api entrano in contatto con la loro attività nel territorio. Un alveare può ospitare fino a 10.000 api che effettuano ogni giorno più di 100.000 micro-prelievi nell’ambiente circostante!

I VOC (composti organici volatili) e gli IPA (idrocarburi policiclici aromatici), le microplastiche e metalli pesanti sono indicatori che hanno una forte ricaduta sulla salute dell’uomo. La loro presenza sarà monitorata attraverso APITRAP e silicon wristband, due ulteriori nuovi strumenti inserito all’interno dell’alveare, sviluppati appositamente dal progetto.

Il motivo per cui non è un progetto di monitoraggio come gli altri è perché per ottenere tutti questi dati le api non saranno minimamente disturbate nella loro attività. Tutte le matrici, infatti, che saranno campionate non arrecano alcun danno o fastidio alle api che saranno così libere di produrre miele di ottima qualità.