Sistemi di irrigazione a basso costo per risparmiare energia e ridurre la carbon footprint
Secondo uno studio pubblicato su Renewable Energy, i sistemi di irrigazione a basso costo potrebbero aiutare gli agricoltori di località remote a ridurre il costo dell’energia e la loro carbon footprint (l’”impronta di carbonio” è la misura che esprime in CO2 equivalente il totale delle emissioni di gas ad effetto serra associate direttamente o indirettamente ad un prodotto, un’organizzazione o un servizio). Alcune aziende agricole possono persino eliminare del tutto la necessità di avere un generatore per ogni sistema di irrigazione.
I progressi tecnologici hanno fatto avanzare l’agricoltura negli ultimi anni. Ciò aumenta la produttività, ma talvolta aumenta anche i costi energetici per questo settore. Un esempio riguarda la sostituzione dei sistemi di irrigazione tradizionali con attrezzature a pressione, che migliorano l’efficienza idrica e rendono gli agricoltori più dipendenti dall’energia. La maggior parte degli agricoltori trova di aver bisogno di generatori costosi per compensare la mancanza di infrastrutture elettriche in molti contesti rurali.
Per risolvere questo problema, i ricercatori del Dipartimento di Agronomia dell’Università di Cordova, in Spagna, hanno sviluppato e testato un sistema di irrigazione a basso costo noto come pump-as-turbines (PAT), che sfrutta l’eccesso di pressione nei tubi per generare energia.
L’azienda agricola in cui si è svolto lo studio si trova a Palma del Río, Córdoba, vicino al bacino del fiume Guadalquivir in Andalusia, Spagna. Questa zona è colloquialmente conosciuta come “California europea” a causa del suo terreno fertile e del clima perfetto per le noci. Questo progetto mirava a sostituire un generatore diesel da 6 kVA con un PAT per alimentare il sistema di irrigazione.
Con questo approccio, il team ha dimostrato che era possibile eliminare la necessità di questo generatore vicino al sistema di irrigazione, rendendo l’intero processo autosufficiente e operando su energia rinnovabile. Grazie al non aver più bisogno del generatore diesel, l’azienda ha risparmiato 2.400 euro e ridotto l’impronta di carbonio annuale di 9 tonnellate di CO2.
Studi precedenti dello stesso gruppo hanno inoltre dimostrato che questi sistemi potrebbero portare a un risparmio annuo del 13% sui costi energetici. Ciò potrebbe trasformarsi in uno sgravio finanziario cruciale per gli agricoltori locali, che devono far fronte a costi energetici elevati, rappresentando fino al 40 per cento dei costi associati ai loro sistemi di irrigazione. Inoltre, aggiunge Juan Antonio Rodríguez, dell’Università di Cordova, non solo questo offre un vantaggio competitivo, in quanto riduce la quantità di energia necessaria nell’azienda agricola, ma riduce anche l’impronta di carbonio, “qualcosa di ancora più importante per gli agricoltori rispetto ai risparmi economici legati all’energia”.
Da un punto di vista tecnico, l’acqua nel sistema muove la girante nella pompa idraulica e genera elettricità, che a sua volta viene utilizzata direttamente per far funzionare l’impianto di irrigazione. Si può pensarlo come una piccola centrale idroelettrica per ogni sistema di irrigazione.
Tuttavia, c’erano alcuni problemi tecnici da risolvere. Le fluttuazioni del flusso d’acqua, che sono comuni in questi sistemi di irrigazione, possono rappresentare un grave problema, poiché queste turbine funzionano solo all’interno di un range relativamente limitato di livelli di flusso. Per superare questo problema, sono stati aggiunti una serie di elementi di regolazione idraulica per garantire che la turbina riceva sempre un flusso costante di acqua. Secondo Jorge García, “un’altra importante innovazione è il sistema di telemetria, che misura e registra le principali variabili idrauliche ed elettriche in tempo reale e consente di monitorare l’impianto via Web e le sue prestazioni da analizzare”.
Con questo sistema, gli agricoltori, soprattutto in località off-grid (cioè fuori dalla rete), possono generare la propria elettricità per ridurre la dipendenza energetica o addirittura rendere la loro azienda totalmente autosufficiente. Ciò potrebbe rendere obsoleta la loro dipendenza dai generatori. Inoltre, queste turbine sono molto più economiche delle turbine convenzionali e possono essere rimborsate in 5 o 6 anni a causa del risparmio energetico.
L’Associazione delle comunità irrigue dell’Andalusia (FERAGUA) – e la comunità agricola della zona – sono molto interessate alla possibilità di eliminare la necessità di generatori diesel e di utilizzare una forma di energia rinnovabile per i loro sistemi di irrigazione a basso costo. Questo progetto fa parte del progetto europeo REDAWN, che mira a promuovere l’adozione della tecnologia dell’energia idroelettrica nell’area atlantica.
