Non è una novità, l'Italia, soprattutto durante il periodo estivo, è soggetta a forti fenomeni di siccità: temperature elevate e precipitazioni inferiori alla norma colpiscono l'intera Penisola da nord a sud.
I dati dell'Ispra lo confermano: il 2022 è stato l'anno più caldo (+0,58 gradi rispetto all'anno record 2028) e il meno piovoso (-22% rispetto alla media 1991-2020).
In ambito agricolo, la siccità è un nemico insidioso. La riduzione della disponibilità idrica - l'Ispra stima una riduzione del 50% (circa 67 miliardi di metri cubi) rispetto alla media 1991-2020 - colpisce tutta la filiera agricola con perdite annuali stimate di circa 1,4 miliardi di euro (fonte: Commissione Europea).
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Usare meglio ciò che si ha
L'acqua è poca e utilizzarla al meglio è fondamentale. Tuttavia, l'89% delle precipitazioni - sempre meno frequenti ma più intense e concentrate in brevi intervalli - viene disperso direttamente in mare e solo l'11% viene trattenuto negli invasi (fonte: Anbi) dov'è possibile sfruttarlo per l'irrigazione.
Pratiche agricole e investimenti per un utilizzo virtuoso della risorsa idrica
(Fonte foto: Corte dei conti europea)
Dal 2021 in Italia esiste un Piano Laghetti promosso da Anbi e Coldiretti, che punta a realizzare 10 mila invasi di dimensioni medio piccole entro il 2030, in zone collinari e di pianura, per incrementare del 60% la capacità d'invaso.
L'utilizzo a fine irriguo di acque superficiali stagnanti (da invasi) - cosi come per le acque correnti e quelle da pozzo - richiede un'attenta valutazione delle caratteristiche chimico fisiche delle acque e un'eventuale trattamento (filtrazione, disinfezione, acidificazione, etc.) per correggerne i difetti di qualità.
Non tutte le acque irrigue sono uguali
Il principale trattamento delle acque irrigue è la filtrazione. Il processo elimina i solidi in sospensione che danneggiano gli impianti di irrigazione o fertirrigazione (tubazioni, erogatori, dosatori) e le colture, macchiandone le foglie fino a provocare effetti fitotossici.
La scelta della corretta stazione di filtraggio dipende da una serie di parametri:
- la fonte di approvvigionamento idrico;
- le qualità fisico chimiche dell’acqua (solidi sospesi, pH e altri elementi);
- il sistema irriguo impiegato (aspersione, nebulizzazione, a goccia, subirrigazione);
- la portata massima e la pressione d'esercizio dell’impianto;
Il primo punto influenza direttamente il secondo che, a sua volta, definisce la tipologia di sistema di filtrazione da adottare. In particolare, al variare della quantità assoluta dei solidi in sospensione (Tss), aumenta o diminuisce il rischio di occlusione degli impianti. Il terzo e quarto punto definiscono invece la dimensione dell'impianto.
Principali fattori chimici che influenzano il rischio di occlusione nei sistemi microirrigui
(Fonte foto: Progetto Arsia)
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I sistemi per aspersione utilizzano spesso ugelli difficili da ostruire con le impurità presenti nell’acqua e quindi non è necessario ricorrere alla filtrazione che diventa inevitabile in caso di microirrigazione.
In ogni caso, in presenza di acqua con Tss molto elevato (400-500 mg/l) sarà necessaria, prima della filtrazione, una fase di decantazione in una vasca di sedimentazione.
Un filtro per ogni scopo
Per rispondere alle diverse esigenze di filtrazione esistono varie tipologie di soluzioni: dai cosiddetti pre filtri, ad esempio gli idrocicloni impiegati soprattutto per le acque da pozzo, fino ai filtri veri e propri a sabbia o a rete.
Per rimuovere la sporcizia è periodicamente necessario effettuare un controlavaggio. Operazione che può essere automatizzata con una centralina di comando temporizzata o grazie alla perdita di pressione a valle.
Filtri a sabbia per la massima capacità filtrante
I filtri a sabbia (graniglia) sono utilizzati per eliminare le alghe e i materiali organici e inorganici. Prendono il nome dall’elemento filtrante, costituito da sabbia o ghiaia di pochi millimetri di diametro: più la sabbia è fine, maggiore è la capacità di filtrazione ma è maggiore anche la perdita di carichi (pressione).
Filtri a graniglia di Irritec per il trattamento di acque superficiali provenienti da un invaso artificiale
(Fonte foto: Irritec)
Un esempio di filtro a sabbia è Sand Media Dual Filters di Irritec, un sistema a doppia camera per il trattamento di acque difficili (alta torbidità, presenza di alghe e altri residui organici) su impianti di dimensioni medie.
Interessante è il principio di funzionamento che - come per gli altri filtri basati sul medesimo principio - prevede due fasi (immagine successiva): quella di filtrazione e quella di controlavaggio.
- l’acqua sporca entra dal collettore d’ingresso;
- le impurità vengono trattenute dal letto di sabbia;
- l’acqua filtrata esce dal collettore di uscita;
- una delle valvole entra nella fase di lavaggio su comando della centralina;
- l’acqua fluisce al contrario rimuovendo le impurità raccolte (controlavaggio);
- le impurità vengono scaricate con l’acqua di lavaggio attraverso il collettore discarico.
Schema di funzionamento dei filtri a sabbia di Irritec per la rimozione di alghe, materiali organici e inorganici
(Fonte foto: Irritec)
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Filtri compatti ed efficienti per le particelle in sospensione
Ai filtri a sabbia devono essere abbinati filtri a rete posti a valle per impedire alla sabbia di penetrare nell’impianto. Qui, la presenza di una rete a fori larghi e di una a fori più piccoli trattiene i corpuscoli e le particelle più grandi. È l’elemento minimo indispensabile per un buon sistema di filtraggio.
I filtri a rete sono utili anche negli impianti di fertirrigazione dove si possono formare delle occlusioni in seguito alla non perfetta solubilizzazione dei concimi o alla formazione di precipitati chimici.
Tra i filtri a rete troviamo quelli del produttore Rivulis che offre una gamma di soluzioni autopulenti azionati idraulicamente o elettricamente, tra cui l'F3240.
Funzionamento del filtro a rete autopulente F3240 di Rivulis
Il filtro, inserito direttamente nella condotta, è composto da 3 diverse camere. L'acqua entra nella prima e passa attraverso un pre filtro che trattiene le particelle più grosse, poi fluisce nella prima camera di filtrazione e successivamente attraverso la seconda e ultima dove filtri con maglie di diverse dimensioni bloccano anche le particelle più fini.
La versione idraulica prevede un lavaggio automatico e indipendente di ciascun filtro senza la necessità di una fonte di energia esterna. Il filtro ad azionamento elettrico ottimizza il controlavaggio anche con operazioni a basse pressioni.
Filtrazione tridimensionale contro la materia organica
I filtri a dischi vengono utilizzati specificatamente per il trattamento di acque superficiali ricche di alghe e sostanze colloidali: più lamelle circolari con superficie scabra trattengono le impurità dell’acqua che le attraversa.
Sezione trasversale e principio di funzionamento di un filtro a dischi
(fonte foto: Netafim)
Un esempio sono i filtri a dischi in materiale plastico della Serie XD di Toro. Il disegno dei dischi influenza l'efficienza di filtrazione. In questo caso il percorso in rilievo e di forma sinusoidale presente sul disco stesso, aumenta la superficie filtrante.
L'elemento filtrante è costituito da un corpo con un asse centrale su cui sono impilati i dischi scanalati e compressi da una molla in cima. Durante il processo di filtrazione l'acqua passa dall'esterno dei dischi filtranti verso l'interno, mentre i solidi sospesi sono fermati sulla superficie esterna del cilindro.
Filtrazione e gestione delle acque inquinate
L’utilizzo di acqua non inquinata è importante anche per la difesa fitosanitaria delle piante. Le fonti superficiali - soprattutto se stagnanti - hanno un più alto tasso di microrganismi patogeni e possono richiedere un ulteriore trattamento di disinfezione prima dell'impiego in campo.
Principali vantaggi e svantaggi, costi unitari e caratteristiche dei vari metodi di disinfezione delle acque
(Fonte foto: Progetto Arsia)
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Tra i metodi di disinfezione, la sterilizzazione con calore utilizza elevate temperature (fino a 95 gradi) per eliminare i patogeni come virus, batteri e funghi presenti nelle acque irrigue, ma con costi operativi elevati.
La disinfezione tramite radiazione UV sfrutta radiazioni luminose per inattivare i microrganismi e offre bassi costi di impianto e ampia efficacia biocida, ma richiede acque chiare per ridurre tempi di esposizione.
L'ozonizzazione prevede l'uso dell'ozono come agente ossidante per eliminare i patogeni. L'efficacia è legata alla concentrazione e alla durata del trattamento. Con acque irrigue particolarmente torbide, l'ossidazione è fortemente rallentata, rendendo così il processo irriguo più lungo.
Infine, la clorazione, sebbene economica ed efficace nel controllo di alghe e batteri, presenta rischi di fitotossicità, corrosione e necessità di monitoraggio costante della concentrazione di cloro.
