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La GEOTERMIA applicata all'agricoltura sotto serra
Un sistema green che viene incontro alle esigenze del mondo agricolo ed integrare nel modo più semplice fonti rinnovabili e coltivazione naturale in serra e integra
di Vincenzo Pellecchia, Sustainable Manager
Particolare del sistema radiante esterno alla serra a sviluppo orizzontale
Nel numero di Aprile di CostoZero ho trattato della"Geotermia a bassa entalpia", che è quella geotermia con la quale qualsiasi edificio, in qualsiasi luogo della terra, può riscaldarsi e raffreddarsi e produrre acqua calda sanitaria, tutto per mezzo di un medesimo impianto, invece di usare l'impiantistica tradizionale.
Si presenta oggi un innovativo sistema per il riscaldamento radiante di serre per lo sviluppo a terra delle colture, realizzato per venire incontro alle esigenze del mondo agricolo ed integrare nel modo più semplice fonti rinnovabili e coltivazione naturale in serra.
Esso è particolarmente indicato per utilizzare fonti di energia rinnovabili e sistemi energetici avanzati quali pompe di calore e impianti geotermici. Il sistema prevede la suddivisione della superficie in zone irrigate non riscaldate, ed in zone riscaldate non irrigate.
Le zone potranno avere diverse conformazioni per adeguarsi al tipo di coltura.
Le porzioni sono organizzate a fasce alternate e precisamente una zona di distribuzione riscaldata ed una zona
di coltivazione irrigata.
É noto l'utilizzo di sistemi per il riscaldamento e il raffrescamento radiante a pavimento, nei quali lo strato radiante è realizzato in calcestruzzo. Analogamente l'utilizzo di sistemi radianti realizzati a secco nei quali lo strato radiante in calcestruzzo è soppresso.
Tali sistemi radianti sono anche utilizzati per il riscaldamento di serre da coltura.
Nella fattispecie sono note applicazioni nelle quali l'intera superficie dell'ambiente è occupata dal pavimento radiante e le colture sono effettuate in vaso, su bancali o su scaffalature; ed anche applicazioni nelle quali sono le scaffalature, o i bancali, ad essere riscaldati essi stessi mediante sistemi radianti.
I sistemi radianti noti non si prestano quindi ad essere inseriti in serre per la coltura a terra.
Sono inoltre conosciute, nell'ambito delle serre da coltura, applicazioni per il riscaldamento ad aria. In quest'ultimo caso la coltura a terra è facilitata ma si nota come tali sistemi per il riscaldamento di serre da coltura non siano compatibili con l'attività biologica degli insetti che provvedono ad effettuare l'impollinazione naturale. Pertanto i sistemi di riscaldamento ad aria riscontrano dei limiti soprattutto quando l'attività di coltura è legata alla produzione di frutti ed ortaggi.
É certo come la fase produttiva delle colture da frutto sia legata non solo ad una temperatura minima dell'aria, ma anche ad una temperatura massima del terreno in corrispondenza della radice della pianta.
Serra tradizionale ad aria
La zona irrigata è destinata alle colture ed è irrigata mediante sistemi controllati (es. irrigazione a goccia in corrispondenza della radice della pianta).
La sezione non irrigata, destinata al passaggio di operatori e macchine, è allestita con sistemi per il riscaldamento radiante. La zona allestita con i sistemi radianti potrà essere protetta da infiltrazioni con membrane impermeabilizzanti o barriere al vapore sul lato inferiore e sui due lati, potrà contemplare l'utilizzo di strati isolanti per ridurre le dispersioni verso il terreno.
I tubi scaldanti potranno essere installati all'interno di un convenzionale strato radiante in conglomerato, sia essere alloggiati all'interno di uno strato in materiale inerte sciolto o incoerente.
I tubi saranno posizionati in modo da favorire lo scambio termico orizzontale che potrebbe fare accrescere la temperatura del terreno in corrispondenza delle radici. Ciò risulta inoltre coadiuvato dalla separazione in zone irrigate e non irrigate.
Sezione termica serra con sistema radiante
Nella fattispecie, una eventuale trasmissione del calore orizzontale fra zona non irrigata e zona irrigata comporterà un limitato innalzamento della temperatura in corrispondenza delle radici anche a causa del passaggio dallo stato liquido a quello di vapore dell'acqua in eccesso nelle zone periferiche delle sezioni irrigate.
In definitiva il sistema radiante a pompa geotermica presenta i seguenti vantaggi: condizioni termoigrometriche favorevoli all'azione degli insetti per l'impollinazione naturale e conseguente possibilità di innalzamento del numero di cicli produttivi annui; compatibilità con le serre per la coltura a terra di piante da frutta ed ortaggi; sistema a due zone che preserva le condizioni termoigrometriche necessarie allo sviluppo delle colture (es. temperature massime alla radice, temperatura ed umidità minima dell'aria); sono favorite la crescita della pianta e la maturazione del frutto (produzione fino a 4 volte superiore rispetto all'uso di sistemi ad aria); favorito l'utilizzo di fonti energetiche alternative (geotermia); ideale per pompe di calore acqua‑acqua: rendimento alto con terminali a bassa temperatura (risparmi fino a 4 volte superiore rispetto all'uso di sistemi ad aria); riduzione delle dispersioni verso l'esterno del locale confinato in quanto è noto che l'utilizzo di sistemi radianti comporta una maggiore stratificazione delle temperature dell'aria.
La caratteristica peculiare del sistema innovativo è dunque quella di differenziare la superficie in due sezioni, di cui una non è irrigata e riscaldata destinata alla viabilità interna, mentre la seconda, irrigata, è destinata alla coltura.
L'alternarsi di tali zone comporta la creazione di un sistema autoregolato che preserva le condizioni delle radici delle piante e migliora le condizioni termoigrometriche dell'aria.
Infine il sistema di pompa geotermica può essere anche a sviluppo verticale oltre che orizzontale, adattandosi quindi agli spazi a disposizione. Si ricorda infine che tutto l'intervallo di temperatura dei fluidi geotermici, vapore o acqua, può essere sfruttato per usi industriali.
Le diverse possibili forme di utilizzazione comprendono processi a caldo, evaporazione, essiccamento, distillazione, sterilizzazione, lavaggio, decongelamento ed estrazione di sostanze chimiche.
(Si ringrazia Raffaele Sica, Geologo in Pontecagnano Faiano, per la collaborazione all'articolo). |
