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Il futuro dell'agricoltura

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Irrigazione a energia solare e tecnologie di controllo intelligenti in agricoltura

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Con la crescita della popolazione mondiale e l'intensificarsi dei cambiamenti climatici, il settore agricolo è sempre più sotto pressione per produrre più cibo riducendo al contempo l'impatto ambientale. Una delle soluzioni più promettenti è l'uso di sistemi di irrigazione a energia solare (SPIS), che sfruttano l'energia solare per alimentare le pompe di irrigazione. Questi sistemi, combinati con tecnologie di controllo avanzate, stanno rivoluzionando le pratiche agricole, offrendo un percorso sostenibile per il settore.

La sfida dell'irrigazione tradizionale

L'irrigazione è essenziale per la produzione alimentare mondiale, con oltre 320 milioni di ettari di terreno attualmente attrezzati per l'irrigazione - più del 20% di tutta la terra coltivabile disponibile [1]. Tuttavia, i metodi di irrigazione tradizionali sono ad alta intensità energetica, con un consumo stimato di 62 TWh all'anno in tutto il mondo [2]. Molti di questi sistemi si basano su combustibili fossili, con il 26% delle pompe agricole nei soli Stati Uniti che funzionano a diesel o con altre fonti di energia non rinnovabili [3]. Questo non solo fa lievitare i costi operativi, ma contribuisce anche in modo significativo alle emissioni di gas serra.

Gli SPIS rappresentano un'alternativa interessante. Utilizzando l'energia solare per alimentare le pompe di irrigazione, questi sistemi possono ridurre le emissioni di gas serra fino al 98% rispetto alle alternative basate sul diesel [4]. Questo cambiamento non solo sostiene gli sforzi di decarbonizzazione a livello globale, ma offre agli agricoltori una soluzione più affidabile ed economica, in particolare nelle aree remote dove la connettività alla rete è limitata.

Il ruolo degli azionamenti a velocità variabile (VSD)

Il cuore degli SPIS è costituito dai variatori di velocità (VSD), che svolgono un ruolo cruciale nell'ottimizzazione dell'uso dell'energia e dell'efficienza operativa. I sistemi di irrigazione tradizionali spesso si affidano a pompe sovradimensionate che funzionano in modo inefficiente alle portate più basse. I VSD, invece, consentono alle pompe di adattarsi alle diverse condizioni, riducendo il consumo energetico in media del 20-50% [5]. In questo modo non solo si riducono i costi operativi, ma si prolunga anche la durata di vita delle apparecchiature.

I VSD offrono anche caratteristiche avanzate come la prevenzione del funzionamento a secco, le funzioni di arresto automatico e le modalità di risparmio energetico, che migliorano ulteriormente la sostenibilità e l'affidabilità degli SPIS. Queste tecnologie vanno oltre il risparmio energetico: consentono pratiche di irrigazione più intelligenti e basate sui dati. Integrando sensori e piattaforme di ottimizzazione energetica, gli agricoltori possono monitorare in tempo reale le condizioni del terreno, l'andamento meteorologico e le prestazioni delle attrezzature, consentendo un uso più preciso ed efficiente dell'acqua.

Un caso di studio sull'innovazione

Un esempio convincente di SPIS in azione viene dai Paesi Baschi, in Spagna, dove l'azienda vinicola Txakoli Bikandi, a conduzione familiare, ha implementato con successo una soluzione di irrigazione personalizzata a energia solare. Utilizzando tecnologie di controllo avanzate, l'azienda ha ottimizzato l'irrigazione del suo vigneto di 30.000 m², garantendo la crescita sana di diverse varietà di uva. Questa soluzione non solo ha ridotto i costi energetici, ma ha anche migliorato la sostenibilità e la produttività complessiva dell'azienda.

Un quadro più ampio

L'adozione di SPIS e VSD rappresenta un significativo passo avanti per il settore agricolo. Riducendo il consumo energetico, abbassando i costi operativi e consentendo pratiche di irrigazione più intelligenti, questi sistemi possono aiutare gli agricoltori a migliorare la loro resilienza, produttività e sostenibilità ambientale.

Con la continua evoluzione del settore agricolo, l'integrazione delle energie rinnovabili e delle tecnologie di controllo avanzate sarà fondamentale per affrontare la duplice sfida della sicurezza alimentare e del cambiamento climatico. Queste innovazioni offrono una tabella di marcia per gli agricoltori, gli agronomi e i responsabili politici che desiderano adottare soluzioni di irrigazione sostenibili e costruire un futuro più resiliente per l'agricoltura.

Seguite il link sottostante per leggere il whitepaper completo.

Riferimenti
[1] Mehta, P., Kummu, M., Siebert, S., Ali, T., Marston, L., Xie, W., & Davis, K. (2021, dicembre). Mappatura dei cambiamenti nell'area globale attrezzata per l'irrigazione. In AGU Fall Meeting Abstracts (Vol. 2021, pp. H45W-1471).
[2] Olsson, G. (2015). Acqua ed energia: minacce e opportunità. IWA publishing.
[3] Cadeo e American Chemistry Council. (2023). Le aziende agricole americane possono essere leader nell'indipendenza energetica. Disponibile all'indirizzo: https://www.pumps.org/irrigation-efficiency/ [Accesso: 20 novembre 2023].
[4] GIZ Powering Agriculture e FAO. (2017). Toolbox on Solar Powered Irrigation Systems-Informazioni e strumenti per la consulenza sui sistemi di pompaggio e irrigazione solare. Disponibile all'indirizzo: https://energypedia.info/wiki/Toolbox_ on_SPIS [Accesso: 20 novembre 2023].
[5] [7] Eskom. (2020). Azionamenti a velocità variabile: Ridurre il costo energetico dell'irrigazione nelle aziende agricole. Disponibile all'indirizzo: https:// www.emheater.co.za/wp-content/uploads/2020/10/ESKOM-VSD-Fact-Sheet-Reducing-Costs-in-Farm- Irrigation-.pdf [Accesso: 20 novembre 2023].