Parassiti, batteri cattivi o malattie infettive, sarebbe fantastico se gli allevatori di bestiame potessero rilevare queste malattie nel loro pollame prima che sia troppo tardi. Il naso elettronico dovrebbe fornire una soluzione.

L’Università di scienze applicate della Sassonia a Enschede e l’Università di Utrecht hanno avviato uno studio di sei anni con partner della scienza e dell’industria per sviluppare un simile naso elettronico. Attualmente, molti allevatori di pollame soffrono di infezioni da parassiti e batteri nei polli. Di conseguenza, sono necessari più mangimi per polli e l’uso occasionale di antibiotici e pesticidi. Il naso elettronico può rilevare precocemente le malattie del pollame. Questo non è solo meglio per le fattorie, ma anche per i polli e, in definitiva, per gli esseri umani.

Spiega Cass Damen, professore di nanotecnologia applicata alla Saxon Scienziati. nl Spiega come ha avuto l’idea di un naso elettronico da un veterinario dal naso aguzzo. Mi disse: ‘Quando un contadino mi chiama, sento immediatamente l’odore di quello che sta succedendo: acari del sangue. È un peccato che l’agricoltore non abbia modo di rilevare gli acari del sangue in una fase iniziale dall’olfatto, in modo da poter intervenire tempestivamente. Mi ha chiesto: non puoi sviluppare qualcosa del genere? “

produzione alimentare sostenibile
Questo acaro rosso o acaro rosso è un parassita che causa molti danni al pollame. Un naso elettronico può essere per questo. Ci sono più applicazioni. Ora stiamo anche cercando un modo per misurare le interruzioni dei batteri intestinali catturando i gas. Questo non è solo migliore per il benessere degli animali, ma anche per la produzione alimentare sostenibile”.

Francesca Vilkers, avicola ed epidemiologa dell’Università di Utrecht, spiega perché una flora intestinale sana è importante dal punto di vista della sostenibilità. “Le galline mangiano molto mangime. Questo deve provenire dal Sud America, per esempio. Quando l’intestino è sbilanciato, la digestione è scarsa. Il cibo viene digerito male e poi espulso. Quindi hai bisogno di molto cibo. Nelle feci rimangono anche residui di proteine, il che aumenta le emissioni nocive”.

Acari del sangue al microscopio. Foto: Phototrip/Getty Images

il sistema
Per risolvere questi problemi, i ricercatori vogliono sviluppare un sistema di sensori con un chip che contiene diversi strati di plastica che assorbono i gas. Diversi sensori sono assemblati sul chip e ogni strato di sensore contiene un polimero diverso. Ciò consente al sistema di rilevare vari parassiti, batteri e altri agenti patogeni. Il dispositivo invia un segnale quando viene rilevata un’infezione parassitaria, ad esempio. Damen spiega: “Appare uno schema che possiamo analizzare. Funziona allo stesso modo del naso umano. Contiene recettori, attraverso i quali viene creato uno schema che viene inviato al cervello. Lo riconoscono e dicono: questo è caffè o questa è una rosa”.

facile da usare
È chiaro che gli agricoltori stanno adottando questo sistema, ma non lo è. Vilkers: “Dovrebbe essere facile da usare e non troppo complicato. E i costi dovrebbero superare i benefici. Ora un veterinario sta dissezionando un animale morto ed esaminando l’intestino per determinare la causa della morte. Il nuovo metodo dovrebbe essere migliore di quello che si usa già hanno.”

In un pollaio di 30.000 polli, è anche difficile realizzare un sensore sufficientemente nitido da riconoscere potenziali disturbi dell’odore. “In un fienile del genere c’è molta polvere e ci sono molti altri odori. La tecnologia deve essere in grado di riconoscere il modello attraverso quello”.

Ciò che distingue il naso elettronico è che il sensore sa quale gas rilevare e può regolarsi di conseguenza selezionando i polimeri. Damen: “C’era qualcosa che non andava nel Covid. All’epoca un sistema in laboratorio poteva distinguere le persone sane da quelle con Covid, ma non era chiaro quali gas fossero misurati. Una volta usciti dal laboratorio, entravano in gioco altri gas e ha smesso di funzionare”.

Vantaggi
Alla fine, i vantaggi del naso elettronico, in grado di rilevare precocemente i batteri intestinali disturbati, sono numerosi. “Se l’intestino è molto sbilanciato, puoi ripristinarlo regolando la nutrizione”, afferma Vilkers. “Se è troppo tardi, molto mangime e crescita sono già andati persi, e a volte devi usare antibiotici. E non lo vuoi davvero, perché stiamo lavorando alla campagna di sostenibilità. Gli allevatori ottengono meno soldi per la loro carne se il pollo cresce di meno ea volte se usano antibiotici”.

Velkers parla anche del passaggio a un’agricoltura più biologica: “Il rischio di malattie aumenta se gli animali sono spesso all’aperto. Poi entrano in contatto con escrementi di uccelli o con l’acqua piovana sporca che brucia l’erba in estate. Ad esempio, possono essere trasmessi parassiti e batteri facilmente. Molto più grande di quello che viene trasmesso in un sistema abitativo chiuso.”

Il naso elettronico può garantire che ciò avvenga meno spesso. “La malattia intestinale può essere rilevata in una fase precoce, anche prima che la malattia abbia causato molti danni a molti animali”, afferma Vilkers. “Ma potrebbe essere possibile andare oltre: se alcuni mangimi provocano uno squilibrio negli animali, puoi fornire un feedback al produttore. Questi possono quindi modificare un po’ il mangime aggiungendo, ad esempio, un enzima, in modo che altri allevatori siano anche impedito di essere colpiti”.

I produttori di mangimi hanno già mostrato interesse non senza motivo, proprio come ad esempio Philips e varie organizzazioni agricole. “Vogliono aiutare a vendere il prodotto o vedere i benefici per l’agricoltore”. Ciò è in parte dovuto al fatto che si aspettano di passare all’agricoltura circolare. “Se ai polli viene dato il prodotto avanzato come mangime, vuoi sapere cosa fa al loro intestino. Puoi quindi regolare il mangime di conseguenza. “

Incendi boschivi e macelli
Ma lo stesso principio di ridimensionamento può essere applicato in modo più ampio. Può anche essere utile, ad esempio, per rilevare gli incendi boschivi nell’Europa meridionale. “Ora rilevano il fuoco solo quando il fumo sale sopra gli alberi”, dice Damen. “Potrebbe essere utile appendere un dispositivo ogni pochi metri che rilevi l’odore dei materiali in fiamme”. Vilkers aggiunge che un sensore che misura gli odori anormali potrebbe anche svolgere un ruolo nella conservazione delle colture agricole. “Nei macelli stanno già utilizzando un sensore per rilevare la carne che non è più del tutto gustosa. Potrebbe anche essere utile per gli allevatori dei paesi del terzo mondo dove un veterinario non è sempre disponibile. Se i nostri dispositivi sono convenienti, possono prevenire molti malattie del bestiame in quei paesi”.

Velkers: “Tecnicamente è applicabile a tutto ciò che produce gas. Il vantaggio dell’applicazione nei polli è che la situazione è come quella dei maiali. È come un disturbo intestinale nei polli. Se tutto va bene, è una questione di adattamento”.

allevamento di polli. Foto: Fotografia di Onyinye

Fiducioso
Gli scienziati sono molto fiduciosi che il sensore arriverà. Si concentrano su quattro metodi di misurazione. Più i metodi sono empirici, più sono sensibili. “È probabile che il rilevamento degli acari rossi abbia successo e la misurazione dello squilibrio intestinale è incerta”.

Damen spiega: “Devi essere in grado di personalizzare la chimica specifica dei gas che vuoi assorbire. Puoi utilizzare un numero infinito di polimeri e scegliere per cosa utilizzarli. È adatto solo per grandi numeri, quindi applicazioni che richiedono molti sensori”.

Come dovrebbe essere questo dispositivo? Potrebbe essere solo un sensore che un contadino attacca al suo fienile. Damen: “Ma posso anche immaginare che l’agricoltore abbia il dispositivo appeso al collo e possa quindi misurare gli odori mentre cammina attraverso il fienile”. “Un contadino entra nella stalla almeno due volte al giorno per controllare se tutto è a posto e talvolta per raccogliere le uova da terra”, aggiunge Vilkers. Quindi non ci vuole tempo extra.

potenza
Il naso elettronico ha molto potenziale. Ciò è evidente anche dai numerosi partner e dalle altre parti interessate. Se tutto va bene, ogni coltivatore potrebbe avere un naso elettronico intorno al collo o nella stalla nel giro di pochi anni.