RIASSUNTO: La crescente domanda di produzione sostenibile di biomassa alimentare e non alimentare sta mettendo a dura prova gli agricoltori di tutto il mondo, in particolare nelle aree in cui l'approvvigionamento idrico è scarso. Inoltre, la costante diffusione della desertificazione nella regione mediterranea rende ancora più difficile la coltivazione. Infatti, il problema principale legato alla desertificazione è la riduzione degli eventi piovosi in una determinata regione, anche quando le precipitazioni annuali rimangano costanti. Pertanto, i bacini idrici superficiali sono accessibili solo per un periodo limitato dell'anno costringendo gli agricoltori a fare affidamento sull'acqua sotterranea, costosa e, a volte, impossibile da utilizzare. Nell'ambito del Progetto Europeo MediOpuntia, una possibile strategia per raccogliere l'acqua piovana nelle regioni aride e semiaride del mondo, è stata sviluppata dal CREA IT. Tale sistema permette la raccolta delle acque piovane in esubero nei terreni sabbiosi, evitandone la percolazione e la lisciviazione. La tecnologia viene chiamata in inglese subsurface water retention system (SWRT) ed è costituita da barriere impermeabili a forma di U posate a 80-100 cm sotto terra. Tale sistema permette anche di prevenire la perdita di nutrienti del suolo in quanto verranno raccolti dalle membrane e mantenuti a disposizione delle radici dopo i grandi eventi piovosi. Ad oggi sul mercato manca ancora la disponibilità di macchinari in grado di posare membrane impermeabili sotto terra in un'unica passata, ed il CREA IT ha permesso la realizzazione del primo prototipo
1. INTRODUZIONE
Il riscaldamento globale è uno dei temi più importanti degli ultimi anni. Riguardo a questo aspetto, la zona mediterranea è considerata in tutto il mondo un punto caldo del riscaldamento globale [1], infatti molti studi hanno evidenziato come questa parte del mondo potrebbe probabilmente sperimentare il più alto trend di siccità a livello mondiale [2,3].
La maggior parte degli studi sugli andamenti climatici hanno riportato un ulteriore scenario di siccità, in particolare per il Nord Africa, con precipitazioni in diminuzione e temperatura media in aumento [4,5].
Gli studi focalizzati sui dati meteorologici, invece, hanno mostrato una descrizione più complessa del fenomeno.
Infatti, questi hanno evidenziato una tendenza all'aumento delle precipitazioni in Nord Africa con un clima che sembra passare a condizioni più umide [6,7]. Pertanto, la domanda che sorge spontanea è “come spiegare affermazioni così controverse?”.
La risposta è da ricercare probabilmente nel numero crescente di eventi estremi in Nord Africa [8]. L'aspetto chiave del cambiamento climatico in Nord Africa non è infatti la diminuzione delle precipitazioni, ma il fatto che le precipitazioni siano sempre più concentrate in pochi eventi estremi alternati a periodi di siccità più lunghi [9,10]. Ciò significa che anche in un anno con elevate precipitazioni cumulative, potrebbero esserci lunghi periodi di siccità, che potrebbero esaurire le scorte di acqua e quindi di cibo [11].
Queste siccità potrebbero alternarsi a frequenti inondazioni estreme, che accentueranno la vulnerabilità umana intensificando i processi di degrado del suolo, la perdita di biodiversità, la disponibilità di acqua e la crescita economica [12]. D'altra parte, l'acqua piovana derivata da questi eventi estremi, se opportunamente convogliata e stoccata, può rappresentare una preziosa fonte di acqua per uso irriguo [13]. In particolare, considerate le caratteristiche della zona nordafricana dove la tessitura dei suoli è principalmente sabbiosa poter trattenere e mettere a disposizione delle colture l’acqua piovana in esubero, è estremamente importante.
Le tecniche SWRT che sono state studiate fino ad oggi [19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26]., non hanno ancora trovato ampia applicazione, in conseguenza della mancanza di macchinari specifici dedicati all'installazione del sistema. Questo rappresenta un punto cruciale per lo sviluppo di tale tecnologia, considerando che non è possibile mettere in pratica una soluzione innovativa nel settore agricolo senza risolvere il tema meccanico [34].
2. MATERIALI E METODI
2.1 Descrizione del prototipo SWRT
Il prototipo è stato sviluppato nell'ambito delle attività del progetto Europeo MEDIOPUNTIA. Consiste in una macchina in grado di aprire un fosso, di posare un film impermeabile e di richiudere il fosso.
Il basamento del prototipo, realizzato da Officine Gottardo sas, a Ormelle (TV), è costituito da uno scavafossi centrale a doppia ruota. Questo tipo di macchina viene solitamente utilizzato per lo scavo di fossi nei campi agricoli. La capacità di scavo del macchinario è data dalle ruote affossatrici, che sono montate lateralmente alla intelaiatura principale (Figura 1).
Figura 1. Scavafossi centrale a doppia ruota.
La macchina è alimentata tramite la presa di forza del trattore a 1000 giri/min, con una potenza richiesta di circa 100 kW e il peso della macchina è stimato in 2000 kg. La profondità del fosso può essere regolata tramite l'attacco a 3 punti del trattore: più basso è l'attacco, più grande è il serbatoio.
La forma del fosso è riportata in Figura 2.
Figura 2. Profilo a V del terreno scavato dai rotori.
Il terreno di scavo viene raccolto e riportato a terra appena sopra il film impermeabile, in modo da consentire la lavorazione del terreno sopra l’installazione. Lo spostamento del terreno avviene grazie a due carter (Figura 3). che convogliano e trasportano il terreno inviato sopra il telo impermeabile, dentro al fosso appena realizzato..
Figura 3. Modifiche applicate al macchinario per spostare il terreno sopra il film impermeabile. Il film è portato da due braccia in posizione arretrata.
Per consentire il carico del rotolo sul supporto, è stato posizionato un argano elettrico nella parte centrale della macchina (Figura 4).
Figura 4. Visione del prototipo SWRT. Al centro dei due convogliatori è possibile notare l'argano elettrico installato per permettere il posizionamento del rotolo di film impermeabile.
Un'altra modifica applicata riguarda l'installazione di due paratie mobili all'estremità di ogni convogliatore (Figura 5) in modo da avere la possibilità di dirigere lo spargimento del terreno in uscita dai convogliatori. Ciò anche al fine di creare un dosso sulla parte a valle, qualora si operi in pendenza, per fermare e raccogliere le acque di lisciviazione.
Figura 5. Visione del retro del prototipo SWT.
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ACKNOWLEDGEMENTS
The work was performed in the framework of the ERANETMED3-204 project MEDIOPUNTIA (“Introducing cactus plantations (Opuntia spp.) and smart water management systems in marginal lands of Egypt and Morocco to drive rural renaissance in the Mediterranean Region”).
