Serra, come recuperare l'acqua che evapora
Un team di ricerca cinese ha utilizzato dei pannelli di LHPE per recuperare fino all'80% dell'acqua che, evaporando da suolo e piante, lascerebbe la serra
L'acqua che evapora dalle serre potrebbe essere recuperata con appositi sistemi di filtrazione (Foto di archivio)
Fonte immagine: AgroNotizie®
Molti agricoltori che producono ortaggi in serra faticano ad avere accesso ad una risorsa idrica in grado di soddisfare le richieste delle colture. E anche la qualità dell'acqua può essere scadente, soprattutto durante l'estate, specialmente nel Sud Italia, quando non è raro che la salinità aumenti a tal punto da diventare fitotossica.
Eppure ogni giorno dalle serre "prendono il volo" litri e litri di acqua potabile, attraverso la traspirazione fogliare e l'evaporazione dal suolo. Acqua che si disperde nell'ambiente attraverso le aperture laterali delle serre. Una risorsa preziosa che un gruppo di ricercatori cinesi sta cercando di rendere nuovamente disponibile.
Una membrana che assorbe e rilascia acqua
Il sistema si chiama Side Window Recycler (SWR) e si basa su una tecnologia semplice ma ingegnosa: sfruttare membrane assorbenti posizionate sulle finestre laterali delle serre per catturare il vapore acqueo che fuoriesce durante la ventilazione. Questo vapore è composto infatti dall'acqua evaporata dal suolo e traspirata dalle piante.
Il cuore della tecnologia è un materiale chiamato LHPE, Low Hygroscopic Point Elastomeric hydrogel. Si tratta di un idrogel ad alta capacità igroscopica, capace di assorbire fino a 4 grammi d'acqua per grammo di materiale, anche in condizioni di umidità moderata. Durante le ore calde della giornata, quando le finestre della serra sono aperte per regolare la temperatura, le membrane assorbono il vapore acqueo che altrimenti verrebbe disperso.
Poi, durante la notte o nei momenti in cui le finestre vengono chiuse, il sistema attiva una seconda fase: il rilascio dell'umidità accumulata, favorito da una lieve fonte di calore, come la radiazione solare o un riscaldamento elettrico a basso consumo. L'acqua rilasciata viene così raccolta ed è pronta per essere riutilizzata per l'irrigazione.
Come funziona l'idrogel LHPE
Risultati sorprendenti su lattuga
Il sistema SWR è stato testato con successo da un team della Shanghai Jiao Tong University, in collaborazione con la National University of Singapore, all'interno di un impianto di coltivazione controllato in scala di laboratorio. L'esperimento ha riguardato piante di lattuga, irrigate per due settimane con 200 millilitri di acqua al giorno.
Ogni unità di membrana è riuscita a recuperare mediamente 157,6 millilitri al giorno, equivalenti a un'efficienza del 78,78%. Ma il dato più interessante non è solo il risparmio idrico: le piante coltivate con il sistema SWR hanno mostrato un aumento della biomassa fresca fino al 120%, oltre ad avere foglie più numerose, lunghe e larghe rispetto al gruppo di controllo.
Il sistema non si è limitato a raccogliere acqua, ma ha anche stabilizzato temperatura e umidità all'interno della serra, riducendo lo stress sulle piante e migliorando così le condizioni di crescita.
Vantaggi e limiti dell'applicazione in campo
Il vantaggio più immediato del sistema SWR è l'ottimizzazione del ciclo dell'acqua in serra, con un risparmio idrico che, in alcuni casi, può coprire fino al 90% del fabbisogno irriguo. Si tratta di un risultato particolarmente interessante, anche se raggiunto in laboratorio, per le aziende agricole che operano in zone soggette a scarsità idrica o dove la qualità dell'acqua è un fattore limitante.
Inoltre, la modularità del sistema consente un'installazione graduale e scalabile, anche su strutture già esistenti. I moduli possono essere integrati lungo le finestre laterali o sui colmi, senza richiedere modifiche strutturali invasive. A regime, una serra di medie dimensioni (60-80 metri quadrati) potrebbe recuperare - sempre secondo i ricercatori - 30-45 litri d'acqua al giorno, con un impatto tangibile sui costi e sulla sostenibilità.
Tuttavia, non mancano le sfide. L'efficacia della tecnologia dipende dalle condizioni climatiche: in ambienti molto secchi o con scarsa ventilazione, l'efficienza potrebbe ridursi. Inoltre, sebbene il rilascio dell'acqua avvenga in modo passivo o semi-passivo, l'utilizzo di fonti di calore per il desorbimento comporta un certo consumo energetico, che dovrà essere bilanciato rispetto al beneficio idrico.
Gli sviluppi futuri prevedono l'automazione delle membrane, con sensori e attuatori in grado di regolare in autonomia le fasi di assorbimento e rilascio, ottimizzando così il processo in tempo reale.
Autore: Tommaso Cinquemani