Da ENEA sistema per selezionare nocciole ‘buone’ con radiazioni Terahertz e IA

ENEA ha sviluppato una tecnologia in grado di individuare rapidamente le nocciole guaste senza sgusciarle, in modo da eliminarle prima che entrino nella catena di lavorazione industriale. Il sistema, composto da una sorgente Terahertz (THz) a stato solido e da un rivelatore (fig.1), è in grado di misurare il contenuto di acqua nelle nocciole, parametro qualitativo ritenuto molto importante per la conservazione del prodotto dalle ditte che operano nel settore. L’efficienza di questa tecnologia è stata verificata con successo in laboratorio, ma grazie alla sua semplicità, può essere facilmente implementata in un sistema industriale applicabile alla filiera delle nocciole. La tecnologia, inoltre, è stata ulteriormente perfezionata con un sistema di intelligenza artificiale (IA), implementando una rete neurale su un gran numero di campioni.

“La coltivazione e la lavorazione delle nocciole è una delle eccellenze del settore agroalimentare italiano, che vede coinvolte nella sua filiera imprese delle più svariate dimensioni, dal piccolo coltivatore alla grande multinazionale”, sottolinea Manuel Greco, che sta svolgendo sull’argomento il dottorato di ricerca in una collaborazione tra ENEA e Università di Roma Tre. “Il settore – aggiunge – richiede di trovare metodi sempre più efficienti per identificare i frutti avariati, che immessi in produzione possono rovinare la qualità di interi lotti di nocciole. Al momento, la procedura di selezione può essere automatizzata solo per frutti sgusciati, in caso contrario è disponibile solo tramite analisi visuale non automatizzata”.

Già utilizzato per applicazioni in campo nucleare e della conservazione dei beni culturali, il sistema sviluppato nei laboratori ENEA di Frascati si basa sulle caratteristiche della radiazione THz, che ha frequenze di poco superiori a quelle utilizzate nei comuni forni a microonde. “La radiazione elettromagnetica, a queste frequenze, è in grado di attraversare facilmente i materiali dielettrici, come il guscio della nocciola, e di rilevare la quantità di acqua all’interno del frutto”, spiega Emilio Giovenale, ricercatore ENEA del Laboratorio Applicazioni dei plasmi ed esperimenti interdisciplinari. “Misurando la trasparenza alla radiazione THz di una serie di nocciole, è stato possibile verificare che quelle avariate risultavano molto più trasparenti rispetto a quelle sane e questo anche quando da una analisi visiva esterna il frutto appariva perfettamente sano”, aggiunge Giovenale (fig. 2).  “Questo sistema migliora il riconoscimento e permette di definire meglio la soglia di discriminazione tra campioni sani e avariati, sulla base dei requisiti forniti da chi dovrà poi utilizzare le nocciole”, conclude.

Oltre alle applicazioni per identificare i frutti guasti, la tecnologia può essere utilizzata per monitorare il ciclo completo di accrescimento del frutto, fino alla maturazione, tramite la misura del contenuto di acqua, ottenendo in tal modo informazioni utili alla sua ottimale conservazione dopo la raccolta.

Fig. 1 – Sistema utilizzato per la misura. Sulla destra la sorgente di radiazione THz. Sulla sinistra la nocciola, posta tra due coni di lancio e raccolta della radiazione.

Fig. 2 – Dettaglio della nocciola ipotizzata sana da analisi visuale e rivelatasi guasta con analisi THz