Responsabile Alessio Collalti

Via della Madonna Alta, 128 Perugia, Umbria

La Sede Secondaria di Perugia di ISAFOM (ex Istituto per l’Olivicoltura) è tradizionalmente e principalmente concentrata nello sviluppo di soluzioni innovative a sostegno dell’olivicoltura e per la valorizzazione dei sottoprodotti della filiera olivicolo-oleicola.

PRINCIPALI ATTIVITÀ

COMPETENZE E KNOW-HOW:

• Prospezione e raccolta di germoplasma d’olivo (Italia ed internazionale);
• Caratterizzazione bio-agronomica di germoplasma d’olivo;
• Miglioramento genetico e selezione di nuove cultivar;
• Qualità dell’olio e delle sostanze grasse;
• Propagazione e studio di varietà, selvatici e sottospecie di olivo;
• Progettazione di campi sperimentali per la salvaguardia e lo studio della biodiversità olivicola e dei componenti nutraceutici legati alla cultivar e all’areale di coltivazione;
• Valorizzazione tramite strumenti giuridici e contrattuali dei prodotti della ricerca quali, ad esempio, nuove varietà d’olivo, del trasferimento tecnologico e innovazione, ovvero connesse alla costituzione di banche di germoplasma. (Sede secondaria del Centro di Competenza Jean Monnet RIGHT&Science)
• Sviluppo e valutazione di processi innovativi, eco-compatibili ed economicamente sostenibili, per una corretta gestione e valorizzazione degli scarti agro-industriali, con particolar riferimento alle sanse umide prodotte dai frantoi oleari dotati dei moderni ed ecologici sistemi estrattivi a due fasi;
• Studio dei processi biologici condotti in ambiente aerobico (compostaggio) in grado di trasformare gli scarti agro-industriali in prodotti stabili e maturi e che siano validi surrogati della torba e/o dei concimi di sintesi, per un’agricoltura eco-compatibile;
• Valutazione dei principali parametri analitici connessi alla qualità agronomica degli ammendanti prodotti: in particolare, oltre alla caratterizzazione elementare, si definiscono anche la qualità del carbonio organico (indici di umificazione), la stabilità biologica e la maturità (indici respirometrici statici e dinamici, fitotossicità) del compost;
• Analisi delle emissioni e bilancio di massa nel compostaggio di scarti agro-industriali, attraverso l’impiego di un impianto pilota (COMPOSTER) progettato ad hoc, realizzato a scala di laboratorio e validato recentemente presso ISAFOM-CNR di Perugia;
• Valutazione della compatibilità ambientale delle bioplastiche attraverso la determinazione di test specifici (biodegradabilità ultima in compost o suolo, compostabilità) realizzati grazie ad un’apparecchiatura di laboratorio poco diffusa (BIODEG), progettata ad hoc, realizzata e validata recentemente presso ISAFOM di Perugia, capace di riprodurre le condizioni operative previste dalla normativa europea di riferimento (UNI EN ISO 13432, 14855-1, 17556, 14045).
• Studia e analizza la rappresentazione quantitativa e qualitativa delle interazioni che regolano la produttività, la resistenza e la resilienza degli ecosistemi forestali alle perturbazioni, nonché le loro risposte alle forzanti ecologiche e climatiche.
• Sviluppa, parametrizza, valida e utilizza modelli di simulazione empirici e/o basati sui processi, sia per approfondire la comprensione dei meccanismi che regolano il funzionamento degli ecosistemi forestali, sia per valutarne le risposte al clima attuale e gli impatti legati agli scenari di cambiamento climatico futuro.​
• Inoltre, il Forest Modelling Laboratory studia la risposta delle foreste a scenari gestionali attuali e alternativi/adattivi tramite approcci modellistici secondo protocolli definiti.

 DOTAZIONI TECNOLOGICHE:

1. a) Campo di Tuoro sul Trasimeno (allevamento e conservazione incroci).
   b) Laboratori:

• Caratterizzazione degli oli e sostanze grasse
• SOIL – analisi matrici organiche e suoli
• Biotecnologie vegetali;
• Laboratorio di prove agronomiche in serra e pieno campo
• Impianti automatici di compostaggio lab-scale;
• Laboratorio respirometria;

1. c) Mini frantoio;
2. d) Serra sperimentale (264 m2).

ISAFOM-CNR di Perugia si avvale di strumentazioni analitiche di laboratorio all’avanguardia sia per la preparazione del campione sia per la successiva analisi volta ad una caratterizzazione chimica dettagliata delle matrici indagate

Tra la strumentazione recentemente acquisita:

• Strumentazione per la valutazione del SOUR (Sorption Oxygen Uptake Rate) nelle matrici organiche;
• Reattore respirometrico per il calcolo dell’IRDP – Indice respirometrico dinamico potenziale;
• Elementar analyser for the determination of C, H, N, S in solid samples;
• ICP-OES, Inductively Coupled Plasma Spectrometry (ICP-OES);
• ProStar 335 Diode Array Detector.

Per approfondire gli studi sul compostaggio, l’ISAFOM-CNR ha progettato, costruito e validato sperimentalmente un prototipo innovativo (COMPOSTER), capace di realizzare a livello di laboratorio il compostaggio statico ad areazione forzata di biomasse, operando in modo ideale attraverso il controllo e l’ottimizzazione automatica di tutti i principali parametri di processo (tra cui: umidità e temperatura della massa, portata del flusso di aria in ingresso, concentrazione di O₂ e CO₂ nell’aria esausta che fuoriesce dal sistema).

Durante le attività di un altro progetto PIF (2013-15), L’ISAFOM-CNR di Perugia ha inoltre progettato e costruito un altro impianto da laboratorio (BIODEG) capace di effettuare test di biodegradabilità ultima delle bioplastiche, sia in compost che in suolo, in accordo alle normative europee di riferimento (UNI EN ISO 13432, 14855-1, 17556).

Forest Modelling Laboratory

Laboratorio di Modeillista Forestale

SERVIZI E PRODOTTI OFFERTI:

• Studio e valorizzazione della biodiversità dell’olivo a livello internazionale;
• Analisi biochimiche tramite HPLC e GC delle olive e degli oli di oliva;
• Propagazione e studio di varietà, selvatici e sottospecie di olivo;
• Analisi e individuazione dei migliori protocolli a livello internazionale per lo studio morfologico e biochimico nell’olivo;
• Progettazione di campi sperimentali per la salvaguardia e lo studio della biodiversità olivicola e dei componenti nutraceutici legati alla cultivar e all’areale di coltivazione;
• Valorizzazione tramite strumenti giuridici e contrattuali dei prodotti della ricerca quali, ad esempio, nuove varietà d’olivo, del trasferimento tecnologico e innovazione, ovvero connesse alla costituzione di banche di germoplasma.
• Recupero e valorizzazione di sottoprodotti agro-industriali per la produzione di biocombustibili
• Studio applicato ai temi di cui alla ricerca di base dei principi sulla Libertà di circolazione di beni, persone e capitali e i suoi effetti nella realizzazione del mercato UE, con particolare attenzione all’attività contrattuale delle imprese e della pubblica amministrazione sui temi di cui sopra.
• Ottimizzazione del co-compostaggio di residui (digestati) derivanti dai processi per la produzione di biogas (digestione anaerobica) a partire da scarti di origine agricola ed agro-industriale; si potranno proporre studi preliminari, da condurre a scala di laboratorio attraverso l’ausilio del COMPOSTER, valutando successivamente un possibile scale up aziendale.
• utilizzazione del biochar (prodotto dalla pirolisi di matrici organiche) come ingrediente nel co-compostaggio di scarti agro-industriali, al fine di ottimizzarne il processo e migliorare le caratteristiche agronomiche finali del compost ottenuto (stabilità biologica, maturità, ricchezza in nutrienti, etc.)
• preparazione di terricci peat-free a base di compost per particolari usi vivaistici ad alto valore aggiunto: supervisione di test agronomici da effettuarsi presso aziende del settore per la valutazione dell’efficacia agronomica del compost come surrogato della torba e della concimazione valutandone, anche, attraverso l’ausilio di colleghi competenti, gli aspetti connessi alla soppressività del compost nei confronti di alcuni importanti agenti fitopatogeni delle colture in vaso
• valutazione della biodegradabilità di biopolimeri e compostabilità dei materiali secondo le normative vigenti (UNI EN ISO 13432, 14855-1, 17556).
• Analisi degli impatti a lungo termine dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi forestali.
  
• Quest’area di ricerca si concentra sulla valutazione di come i cambiamenti climatici influenzino gli ecosistemi forestali su scale temporali estese. Comprende l’analisi dell’influenza di variabili come l’aumento delle temperature, i cambiamenti nei regimi di precipitazione, la maggiore frequenza di eventi estremi e l’incremento delle concentrazioni atmosferiche di CO₂ sulla struttura, composizione, produttività e resilienza delle foreste. L’obiettivo è comprendere i potenziali cambiamenti nella dinamica forestale e nel bilancio del carbonio alla luce dei diversi scenari climatici futuri.
• Analisi degli impatti a lungo termine delle pratiche di gestione forestale sugli ecosistemi forestali
• Questa linea di indagine esamina gli effetti delle diverse strategie di gestione forestale—come diradamenti, tagli, riforestazione e tecniche selvicolturali adattative—sugli ecosistemi forestali nel lungo periodo. Mira a valutare come tali pratiche influenzino la salute delle foreste, la biodiversità, la produttività e la capacità di sequestro del carbonio, in particolare in combinazione con condizioni ambientali mutevoli o in risposta a queste ultime.
• Analisi e applicazione di sistemi di supporto alle decisioni per la gestione degli ecosistemi forestali
• Quest’area riguarda lo sviluppo, l’implementazione e la valutazione di sistemi di supporto alle decisioni (DSS) progettati per assistere i gestori forestali e i decisori politici. Questi strumenti integrano modelli ecologici, scenari gestionali e proiezioni climatiche per sostenere processi decisionali basati su evidenze. L’obiettivo è migliorare la sostenibilità e l’adattabilità della gestione forestale, fornendo analisi solide e guidate dai dati sui possibili risultati di diversi interventi in scenari futuri alternativi.

BREVETTI:

• CV di olivo. DA 12 I RESISTENTE

Nuova Varietà Vegetale (brevetto CNR n.1164 NV)
Portinnesto di olivo

• CV di olivo. FS 17FAVOLOSA

Nuova Varietà Vegetale (Brevetto CNR n.1165 NV)
Nuova cultivar di olivo

• CV di olivo. DON CARLO Nuova Varietà Vegetale (brevetto CNR n. RM 99NV000020)
• Nuova cultivar di olivo
  CV di olivo. GIULIA

Nuova Varietà Vegetale (brevetto CNR n. RM 2005NV000012)

• Procedimento per la produzione di eluati ricchi di idrossitirosolo

Brevetto CNR n. RM 2000A000584

•  M.A.T.RE.F.O.

Brevetto CNR – Parco Nazionale del Cilento e Vallo di Adriano. n. RM 2004A000084
Metodo ed Apparato per il Trattamento dei Reflui dei Frantoi Oleari

Il 3D-CMCC-FEM (Three Dimensional – Coupled Model Carbon Cycle – Forest Ecosystem Module) è un modello di simulazione process-based sviluppato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) per studiare il funzionamento degli ecosistemi forestali in relazione ai cambiamenti climatici, alla gestione forestale e ad altri fattori ambientali.

Ecco una descrizione più dettagliata:

Cos’è il 3D-CMCC-FEM?

Il 3D-CMCC-FEM è un modello numerico eco-fisiologico tridimensionale che simula i principali processi biogeochimici e biofisici degli ecosistemi forestali, con particolare attenzione al ciclo del carbonio e alla crescita della biomassa forestale. Il modello considera in modo dettagliato:

• Fotosintesi e respirazione (sia autotrofa che eterotrofa)

• Bilancio energetico e idrico

• Allocazione del carbonio tra i diversi compartimenti della pianta (foglie, legno, radici, riserve)

• Accrescimento e mortalità

• Dinamiche della lettiera e del suolo

A cosa serve?

Il modello viene utilizzato per:

• Simulare la crescita delle foreste in diverse condizioni climatiche e gestionali

• Valutare l’impatto dei cambiamenti climatici (es. aumento della CO₂, eventi estremi)

• Supportare le strategie di gestione forestale sostenibile

• Contribuire alle stime dei bilanci di carbonio nei sistemi terrestri

• Partecipare a esercizi di confronto e intercalibrazione tra modelli (es. progetti ISIMIP)

Caratteristiche principali

• Basato sui principi dell’allocazione funzionale (Functional Balance Theory)

• Parametrizzazione specifica per specie e adattabile a vari contesti bioclimatici

• Supporta simulazioni a scala locale, regionale o globale

• Può essere integrato in sistemi di supporto alle decisioni per la gestione forestale

PROGETTI INTERNAZIONALI:

• ForestNavigator (H2020) (Durata del progetto: 2022-2026) ForestNavigator mira a valutare il potenziale di mitigazione climatica delle foreste e dei settori forestali europei attraverso la modellazione di percorsi politici e a informare le autorità pubbliche sull’approccio più adatto alla politica forestale e alla bioeconomia. Nell’ambito della modellazione forestale multiscala, il Laboratorio di Modellistica Forestale del CNR è responsabile della simulazione della crescita dinamica delle foreste mediterranee, in presenza di cambiamenti ambientali e di scenari gestionali, mediante il modello forestale 3D-CMCC-FEM  https://www.forestnavigator.eu/ 
• OptFor-EU (H2020) (Durata del progetto: 2023-2026)Il progetto OPTimising FORest management decisions for a low-carbon, climate resilient future in Europe (OptFor-EU) ha come scopo quello di costruire un sistema di supporto alle decisioni (DSS) per fornire opzioni personalizzate volte ad ottimizzare la decarbonizzazione e altri servizi ecosistemici forestali (FES) in Europa. Il Laboratorio di Modellistica Forestale è responsabile, per il CNR, del WP2 che mira a utilizzare una combinazione di modelli forestali, di superficie terrestre e climatici per quantificare le interazioni foresta-clima e sviluppare una migliore rappresentazione delle pratiche di gestione forestal https://optforeu.eu/
• Living Laboratories for Agroforestry – LIVINGAGRO”, finanziato nell’ambito del Programma ENI CBC MED. Settembre 2019- Settembre 2022. L’obiettivo principale del progetto è il trasferimento di innovazioni per il Sistema Multifunzionale dell’olivo e agli Arboreti Pascolati.
• BEFORE HORIZON2020 MSCA-RISE, BIORESOURCES FOR OLIVICULTURE – BEFORE, 2015-2019. Il progetto BeFOre ha costituito una rete tra ricercatori con l’obiettivo di individuare protocolli comuni per caratterizzare le varietà d’olivo dal punto di vista genotipico e fenotipico www.beforeproject.e
• FFW, FPVII, Environment, Collaborative project two stage. 2012-2016. Il progetto LIQUID AND GAS FISCHER-TROPSCH FUEL PRODUCTION FROM OLIVE INDUSTRY WASTE: FUEL FROM WASTE (FFW) ha avuto come obiettivo generale l’ottimizzazione dal punto di vista economico e industriale di un processo per la coproduzione di gas naturale di sintesi (SNG) e diesel partendo dai residui di coltivazione dell’olivo (potature) e di produzione dell’olio d’oliva (sanse) utilizzando il processo di sintesi “Fischer-Tropsch” come principale processo produttivo. fuelfromwaste.eu

PROGETTI NAZIONALI:

• Waterstem (PRIN2020) (Durata del progetto: 2022-2025) L’obiettivo di WATERSTEM è quello di analizzare le interazioni tra i cicli del carbonio e dell’acqua per comprendere l’effetto modulante della vegetazione sul deficit di approvvigionamento idrico e il suo impatto sugli ecosistemi naturali nei climi mediterranei. Il Laboratorio di Modellistica Forestale, congiuntamente con CNR-IRPI, si occupano delle attività modellistiche di implementazione, sviluppo e calibrazione per la creazione di un accoppiamento tra il modello ecosistemico 3D-CMCC-FEM ed il modello di pascoli semplificato e la sua successiva integrazione nel modello idrogeologico https://www.waterstem.org
• Multifor (PRIN2020) (Durata del progetto: 2022-2025)  “Multi-scale observations to predict Forest response to pollution and climate change” MULTIFOR – è un progetto di ricerca volto a studiare gli effetti dell’inquinamento e dei cambiamenti climatici sulla crescita e sulla produttività delle foreste. Il Laboratorio di Modellistica Forestale si occupa del WP4 dell’assimilazione di Big Data per prevedere la risposta delle foreste alle perturbazioni ambientali e ai cambiamenti climatici per proporre disegni di campionamento statistico innovativi e l’applicazione di modelli forestali per prevedere la crescita e gli impatti in scenari futuri https://www.multifor.eu/
• LIFE ENVIRONMENT. project: 00ENV/IT/000223 TIRSAV (Tecnologie Innovative per il Riciclaggio delle Sanse e delle Acque di Vegetazione) in cooperation with: Parco Nazionale del Cilento e Vallo di Diano (SA), (2001-04)
• LIFE TIRSAV PLUS project”, coordinated by Parco Nazionale del Cilento e Vallo di Diano (2007-10). European Union, Framework Program (FP) 7, 

Regions Coordination Action Project: “Sustainable Innovation and Treatment in Industrial Waste Water Clusters” (STInno), (2009-2012).