Come nutrire la popolazione mondiale senza esaurire l'acqua dolce

Dal 19° secolo, la popolazione mondiale è aumentata in modo esponenziale grazie ai progressi della medicina, dell'igiene e dello sviluppo tecnologico. Se all'inizio del millennio le persone erano più di 6.000 milioni, nel 2050 si stima che la popolazione mondiale sarà di circa 10.000 milioni. L'aumento della popolazione porta ad un aumento della domanda di cibo. Se analizziamo la catena alimentare umana, è facile capire che come onnivori consumiamo prodotti vegetali e animali, il processo di ottenimento che parte da prodotti vegetali come le erbe. Così, l'agricoltura, il cui scopo è ottenere prodotti vegetali destinati al consumo umano o animale, è condizionata dalla disponibilità di due elementi fondamentali: terra e acqua.

Risorse idriche limitate

La domanda globale di cibo aumenterà insieme alla crescita della popolazione. Quindi, per soddisfarlo, è necessario, da un lato, aumentare i seminativi (compresi i pascoli). Bisogna tener conto che l'area coltivabile è limitata alla massima estensione di terra potenzialmente idonea all'agricoltura e all'allevamento del pianeta. Anche, il volume delle risorse idriche potenzialmente utilizzabili sul pianeta ha un valore massimo che non può essere superato.

Attualmente, il 70% delle risorse idriche della Terra viene utilizzato per produrre cibo. Lo scenario futuro di crescita della popolazione ce lo obbliga ottenere più cibo senza aumentare la quantità di acqua utilizzata per la sua produzione. Per raggiungere questo obiettivo, oltre a garantire la massima estensione possibile di terreno coltivato e ricercare colture più produttive, ovvero più tonnellate per unità di superficie, è fondamentale gestire l'ottimizzazione delle risorse idriche disponibili per ottenere la massima produzione possibile. per ogni goccia d'acqua. Affinché tutti, ovunque vivano, possano farlo in condizioni dignitose, è essenziale che sia garantito il loro approvvigionamento alimentare, che è direttamente collegato al corretto uso e alla gestione dell'acqua. Ciò si riflette negli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs) che le Nazioni Unite si sono prefissate per l'anno 2030, in particolare gli SDGs 2, 6, 12, 13 e 15.

Uso sostenibile dell'acqua per produrre cibo

Data la stretta relazione tra produzione agricola e acqua, il Gruppo di Idraulica e Irrigazione del Dipartimento di Agronomia dell'Università di Córdoba concentra gran parte della sua ricerca sull'applicazione di varie metodologie per raggiungere uso sostenibile delle risorse idriche ed energetiche nel settore agricolo. Le due risorse sono strettamente correlate. L'energia, qualunque sia la sua origine, è necessaria per trasportare l'acqua dalle fonti alle colture, che ne sono i consumatori finali.

L'obiettivo di questo asse di lavoro è lo sviluppo di sistemi intelligenti di gestione dell'acqua e dell'energia nell'agricoltura irrigua. Tali sistemi consentono alle colture di ricevere la quantità precisa di acqua di cui hanno bisogno al momento giusto, evitando di estrarre più acqua del necessario dalle fonti e minimizzando i ritorni di acqua contaminata. La regolazione della quantità di acqua di irrigazione da applicare porta a riduzioni del consumo energetico (ad es. riduzione del tempo di funzionamento delle pompe) e, quindi, minori emissioni di gas serra. L'installazione di questi sistemi in aziende agricole reali migliora la sostenibilità dei loro processi produttivi.

irrigazione intelligente

I sistemi di gestione intelligente dell'irrigazione si basano sull'analisi delle informazioni registrate in tempo reale da diversi tipi di sensori tramite Internet of Things e tramite sensori remoti, ad esempio quelli installati sui satelliti, che inviano informazioni periodicamente. Le informazioni vengono elaborate utilizzando modelli matematici, che possono includere algoritmi di intelligenza artificiale, per determinare quando, quanto e come irrigare a livello di agricoltori o associazioni di agricoltori. E nei casi in cui l'acqua di irrigazione è acqua di scarico rigenerata, i modelli determinano se è necessario o meno fertilizzare in modo da applicare solo la quantità di fertilizzante che non è fornita da questo tipo di acqua.

Poiché l'energia necessaria per irrigare è un fattore chiave per la sostenibilità della produzione agricola, che include la redditività dei produttori, questi sistemi consentono la gestione di diverse fonti energetiche, sia convenzionali che rinnovabili. Un esempio di questo è il sistema di irrigazione solare intelligente. Analogamente, legando il miglioramento della redditività dei produttori alla riduzione delle emissioni di CO₂, un altro modo per ottimizzare l'uso dell'energia è il recupero dell'energia in eccesso nelle grandi reti irrigue fino alle microturbine. detta energia Può essere utilizzato per il funzionamento di macchinari associati all'attività agricola, in sostituzione di generatori diesel..

Tutte queste tecniche complesse sono gestite da applicazioni web e dispositivi mobili. In questo modo possono essere facilmente utilizzati da irrigatori e tecnici di impianti idraulici. L'utilizzo di questi sviluppi tecnologici in aziende agricole reali faciliterà la gestione delle risorse idriche ed energetiche, rendendone più efficiente l'utilizzo. Le nuove tecnologie sono essenziali per soddisfare le esigenze alimentari di una popolazione mondiale in crescita nei decenni a venire senza esaurire le nostre riserve di acqua dolce.

Pilar Montesinos, Ingegneria Idraulica, Università di Cordoba. Questo articolo è originariamente apparso su The Conversation. Leggi l'originale.