Lo studio della CSU dimostra i costi

May 28, 2023

Di Jayme DeLoss

L’irrigazione è di fondamentale importanza per nutrire il mondo, ma non è molto efficiente. Circa il 70% del consumo globale di acqua dolce è destinato all’irrigazione. Questa percentuale è ancora più alta negli Stati Uniti occidentali

L’acqua irrigata viene in gran parte convogliata ai campi tramite canali di terra, che sono intrinsecamente permeabili. È difficile valutare quanta acqua per l’irrigazione penetri nel terreno, ma le stime a livello mondiale vanno dal 15 al 70%.

In uno studio recente, i ricercatori della Colorado State University hanno dimostrato che il polimero noto come LAPAM è efficace come sigillante temporaneo ed economico per ridurre la perdita di acqua per l’irrigazione. Questa ricerca potrebbe non solo ridurre la perdita d’acqua, ma potrebbe anche prevenire il degrado dell’acqua e del suolo.

Per più di 25 anni, Tim Gates, professore di ingegneria civile e ambientale, ha studiato le perdite per infiltrazione dai canali di terra e cosa succede all'acqua che perde la sua strada. Il suo recente studio collaborativo rappresenta la prova più forte ed estesa fino ad oggi che l’applicazione di poliacrilammide anionica lineare, in breve LAPAM, come sigillante per canali di terra si traduce in una significativa riduzione delle infiltrazioni.

"La stragrande maggioranza dei sistemi di distribuzione dell'acqua per l'agricoltura irrigua sono realizzati attraverso canali di terra aperti – probabilmente il 95%, quindi è un problema che abbraccia tutto il mondo", ha detto Gates.

Gates e i suoi colleghi alla CSU e in Pakistan hanno testato due canali in Colorado e uno in Pakistan, luoghi con condizioni e sfide diverse. I tassi di infiltrazione sono diminuiti dal 69 al 100% quando i canali sono stati sigillati con LAPAM.

A differenza di altri tipi di rivestimenti costosi e permanenti, come il cemento, LAPAM è economico e dura solo per la stagione idrica in cui viene applicato. Ciò può essere strategicamente prezioso per i gestori delle risorse idriche, che potrebbero voler immagazzinare acqua ricaricando i serbatoi naturali sotterranei durante gli anni più umidi. La maggior parte dei coltivatori non dispone delle risorse per i liner più costosi, il che rende LAPAM un'opzione praticabile.

LAPAM tappa le perdite nei canali di terra depositando le particelle di argilla nell'acqua e creando una barriera sottile ma efficace di argilla polimerica.

LAPAM è utilizzato in varie applicazioni in tutto il mondo. Sebbene abbia un impatto ambientale minore rispetto ai rivestimenti in plastica o cemento, è sintetico e potrebbe avere potenziali effetti collaterali ambientali negativi se utilizzato in eccesso.

Ora che i ricercatori hanno dimostrato il funzionamento del LAPAM, stanno rivolgendo la loro attenzione alla ricerca di un'alternativa al biopolimero che non sia derivata dal petrolio. I test sono in corso nel laboratorio del professore associato Joe Scalia e i primi risultati sono promettenti.

"L'acqua è chiaramente molto importante, ma, per quanto possibile, non vogliamo aggiungere altre sostanze chimiche sintetiche nell'ambiente solo per risolvere un problema", ha detto Scalia.

Una volta che Gates, Scalia e il loro team avranno identificato un biopolimero efficace o una miscela biopolimero-LAPAM, svilupperanno una guida per i gestori delle risorse idriche su come utilizzarlo.

Il team comprende diversi studenti laureati e universitari della CSU; tra questi, il Ph.D. il candidato Rehman Lund, che ha condotto gli studi sul campo LAPAM in Pakistan per la sua ricerca magistrale presso l'Università di Ingegneria e Tecnologia di Mehran, sotto la direzione del professor Munir Babar.

Il team, guidato da Scalia, sta lavorando con la Larimer and Weld Irrigation Company per quantificare la quantità di acqua locale persa a causa delle infiltrazioni. Entro la fine dell'estate e la prossima estate, applicheranno il loro biopolimero o miscela di biopolimeri all'avanguardia ai canali dell'azienda per i test sul campo.

Gates ha sottolineato l'importanza delle partnership con le società di irrigazione nello studio dei metodi di riduzione delle infiltrazioni. I test di laboratorio sono utili ma non sufficienti per dimostrare che una soluzione è praticabile.

"Bisogna dimostrare che funziona nel campo in cui le cose sono decisamente più complesse e le sfide sono maggiori", ha affermato Gates. "Il fatto che abbiamo aziende e dipartimenti di irrigazione che collaborano con noi per dimostrare la validità di questa metodologia è davvero una componente importante di questa ricerca."