STEP #21: Un brevetto

I brevetti più significativi associati all’irrigazione si trovano per la maggior parte nella seconda metà del Novecento, periodo in cui si sviluppano di più le scienze e le tecnologie. Uno fra questi, a mio avviso molto importante per il settore in questione, è il “Controller del sistema di irrigazione” risalente al 1975 (pubblicato poi nel 1976), ideato da Charles Kenneth Sears.

Controller del sistema di irrigazione,
Charles Kenneth Sears, 1975

Consiste in un dispositivo che regola l’erogazione dell’acqua con irrigazione a pioggia direttamente in base alla necessità di acqua del suolo, senza chiedere un monitoraggio continuo da parte del responsabile dell’irrigazione. Se un periodo di approvvigionamento idrico preselezionato non è sufficiente per raggiungere il livello di umidità desiderato nel suolo a causa di differenti fattori (tra cui guasti, cambiamenti imprevisti delle condizioni metereologiche, stima insufficiente da parte del gestore, ecc..), un segnale richiama l’attenzione sulla necessità di selezionare un nuovo periodo di approvvigionamento idrico più lungo o di correggere l’alimentazione o il guasto. Un interruttore a pulsante ripristina il sistema di allarme. Il controller è composto da una pompa convenzionale a velocità costante in grado di funzionare in modalità on-off in collaborazione con tubazioni standardizzate per fornire acqua con un’irrigazione a goccia alla pianta attraverso emettitori di irrigazione standard.

Altro brevetto molto importante, ma decisamente più recente, consiste in un “Sistema per l’irrigazione automatizzata di pareti e tetti verdi” risalente al 2016 ed ideato da Accorsi Mattia, Orsini Francesco e Prosdocimi Gianquinto Giorgio, facente parte dell’Alma Mater Studiorum – Università di Bologna. Il sistema di irrigazione automatico per superfici verdi è gestito da sensori di umidità che comunicano con una centralina per controllare la quantità di acqua a disposizione delle piante. Il sistema è concepito per contesti di difficili condizioni di crescita delle piante, che richiedono quindi un’elevata tecnologia, come pareti e tetti verdi ma può anche trovare applicazione nell’orticoltura convenzionale e nell’hobbistica. L’impianto di irrigazione permette di cedere acqua senza che si debba intervenire manualmente grazie alla capacità di auto-regolare l’umidità nel substrato di crescita. Il sistema è composto da diversi sensori che leggono i valori di umidità, si interfacciano con un software che ne rileva il dato e ciò automatizza l’attivazione di elettrovalvole per la cessione di acqua (funzione innovativa rispetto al brevetto riportato precedentemente). In questo modo la parete o il tetto verde è continuamente monitorato e ne viene garantita la costante condizione fisiologica ottimale.

Riferimenti: 

• https://patents.google.com/patent/US3961753A/en?oq=system+irrigation
• https://patentimages.storage.googleapis.com/02/2f/21/33c54c682cd044/US3961753.pdf
• https://www.unibo.it/it/ricerca/imprese-e-ricerca/brevetti/2016/sistema-per-l2019irrigazione-automatizzata-per-pareti-e-tetti-verdi

STEP #20: Un materiale

Un materiale largamente utilizzato nell’irrigazione è la plastica, in quanto ha caratteristiche molto competitive rispetto ad altri tipi di materiali, tra cui la leggerezza, la resistenza a corrosione, la varietà di lavorazioni e dimensioni, la durabilità, la riciclabilità, e molto altro.

Tubo in polietilene 

Un oggetto d’esempio realizzato in materiale plastico è il tubo in polietilene (PE). Quest’ultimo viene comunemente utilizzato per la realizzazione delle linee di alimentazione e di distribuzione dell’acqua negli impianti di irrigazione. Il polietilene è un materiale molto resistente alla corrosione, può essere interrato e rimane inalterato nel tempo, la sua durata è quasi illimitata. Inoltre le tubazioni realizzate in questo materiale hanno una tenuta stagna permanente e sicura al 100%, si possono piegare, hanno un’elevatissima inerzia chimica ed elettrica, vasta gamma di scelta dimensionale e prestazionale, resistenza all’abrasione, basso modulo elastico, leggerezza, sicurezza, economia e riciclabilità.

Altro esempio sono i raccordi in plastica polipropilene (PP) che dispongono di una grande varietà dimensionale, valvole, prese a staffa e raccordi a compressione. I vantaggi del materiale plastico in questo oggetto rispetto al metallo sono evidenti: la plastica è inalterabile e duraturo nel tempo anche nella terra, la leggerezza e il costo ridotto.

Riferimenti:

• https://www.idromet.it/jml/images/stories/pdf/Istruzioni_Polietilene_AQP_Raccomandazione_Irrigazione.pdf
• https://www.materieplastiche.eu/pe-pp-pvc/polietilene.html

STEP #19: Nella scienza applicata

Il verbo “irrigare” lo associo alla disciplina dell’agraria, in particolare all’idraulica agraria che si occupa della regimazione e dell’uso dell’acqua in agricoltura. Essa comprende le basi teoriche dell’idraulica in generale, dell’idrologia superficiale e sotterranea, del moto dell’acqua ed utilizza le conoscenze per la progettazione, l’organizzazione e la gestione degli impianti di irrigazione e di drenaggio. La disciplina si estende fino alle sistemazioni idraulico-agrarie, che hanno lo scopo di salvaguardare dal ristagno e dall’erosione il territorio, non solamente quello agricolo.

Le sistemazioni idraulico-agrarie si distinguono in:

• sistemazioni di colle: lavorazione ed adattamento del terreno scosceso per renderlo idoneo alle coltivazioni agricole;
• sistemazioni di monte: prevenire o rallentare i dissesti idrogeologici di terreni montani destinati all’agricoltura.
• sistemazioni di piano: favorire il deflusso delle acque quando le precipitazioni superano la capacità di assorbimento del terreno agrario.

Riferimenti:

• http://rsagraria.altervista.org/dispensa%20idraulica/dispensa_idraulica.pdf
• http://www.acutis.it/Materiale_Agronomia/sistemazioni%20idraulico%20agrarie.pdf

STEP #18: Nella cronaca

Per quanto riguarda la cronaca, vi riporto di seguito un articolo de “La Stampa” dello scorso anno, in cui vengono spiegate le motivazioni per cui molti fra gli agricoltori della zona di Cuneo entrarono in lite tra loro per l’irrigazione e la mancanza d’acqua in una situazione di siccità.

Torrente Gesso a Cuneo

https://www.lastampa.it/cuneo/2017/08/26/news/ancora-liti-sull-acqua-per-irrigazione-1.34441686

STEP #17: Un abbecedario

A  Aspersione 

B  Baffo

C  Claber 

D  Digital Irrigation 4.0 

E  Elettrovalvola 

F  Fertirrigazione

G  Goccia 

H

I    Infiltrazione laterale 

J

K  Kit pronto all’uso

L   Lancia 

M  Microirrigazione

N  Nebulizzatore

O  Ocmis 

P  Pioggia 

Q

R  Ranger

S  Subirrigazione

T  Tubo

V  Vescicale

W

X

Y

Z  Zampillo 

STEP #16: Un protagonista

Un protagonista a mio avviso molto importante per il verbo in questione “irrigare”, come si può notare dallo step #14, è Camillo Benso, conte di Cavour, il quale fece costruire il Canale Cavour, uno dei principali canali d’irrigazione artificiali costruiti a supporto dell’agricoltura della Pianura Padana, in particolare per la coltura del riso.

Camillo Benso, conte di Cavour.

Camillo Benso di Cavour fu ministro del Regno di Sardegna dal 1850 al 1852, presidente del Consiglio dei ministri dal 1852 al 1859 e dal 1860 al 1861. Nello stesso anni, con la proclamazione del Regno d’Italia, divenne il primo presidente del Consiglio dei Ministri del nuovo Stato e morì coprendo tale carica. E fu proprio durante quest’ultimo periodo che gli fu uno dei promotori della costruzione del Canale Cavour.

Riferimenti:

• https://biografieonline.it/biografia-camillo-benso-cavour

STEP #15: Nel Novecento

Il Novecento è stato definito dagli storici il “secolo breve”, un secolo caratterizzato dal susseguirsi di moltissimi eventi di grande importanza. Questo secolo è stato suddiviso in alcuni periodi principali: “l’età delle catastrofi” (dal 1914 al 1945), che comprende le due guerre mondiali, in cui l’Europa perde la sua centralità e sulla base di questa distruzione riuscirà a trovare la sua successiva unità (anche se parziale); “l’età dell’oro” (dal 1945 al 1973), in cui vi è lo sviluppo delle economie occidentali, alcuni gruppi sociali reclamano i loro diritti, decolonizzazione, guerra fredda e molto altro; e infine “la frana” (dal 1973 al 1991). Ma i limiti del secolo breve potrebbero mutare, sino a far del Novecento un periodo che supera i 100 anni, per esempio se assumessimo come discrimine l’evoluzione tecnologica e scientifica: alcune di queste importanti innovazioni furono le materie plastiche, la radio, la televisione, e così via. Ed è proprio con la plastica che fu realizzata una delle tante invenzioni nel campo dell’irrigazione che vi spiegherò di seguito: il raccordo rapido.

Raccordo rapido per l'irrigazione

La storia affonda le sue radici negli anni ’60 in una Germania che, dopo le devastazioni della guerra, stava velocemente risalendo. Il ritrovato benessere fece sviluppare rapidamente il “do it yourself” (diy), ovvero il “fai da te”, fenomeno nato nel 1950 in Inghilterra e ben presto assorbito dalla popolazione tedesca. Furono creati utensili fondamentali che consentivano ai “non professionisti” di cimentarsi senza troppa fatica in tanti lavori in casa e in giardino. Ed ecco quindi che arriviamo al protagonista della nostra storia: il raccordo rapido per l’irrigazione, cioè quel raccordo che consente di collegare un tubo per l’acqua al rubinetto, a un irrigatore o ad un altro tubo con una semplice pressione, un click. Questo raccordo nasce nel 1968 e fu inventato da Werner Kress e Eberhard Kastner. È il 1961 quando i due fondarono a Ulm, in Germania, la Kress + Kastner GmbH, una piccola azienda di commercio di attrezzi da giardinaggio, che poi nel 1966 cambia nome in Gardenia, nome molto più intuitivo per diverse lingue del mondo. Gli affari andarono parecchio bene grazie alla loro brillante idea, ovvero un sistema nuovo e rivoluzionario, con l’ambizione di diventare un sistema universale e vendibile in tutto il mondo. Coinvolsero nella loro attività Dieter Raffler, giovane designer, e finalmente arrivarono a progettare il primo raccordo rapido per l’irrigazione che verrà poi presentato per la prima volta all’International Hardware Fair di Colonia. Da quel momento inizia una storia di straordinario successo.

Riferimenti: 

• https://library.weschool.com/lezione/introduzione-al-novecento-20440.html
• https://hls-dhs-dss.ch/it/articles/007955/2006-10-02/
• https://www.bricoliamo.com/

STEP #14: Nell'Ottocento

Nel 2016 Vercelli ha festeggiato i 150 anni del Canale Cavour con una mostra inaugurata al Museo Borgogna. Il canale ha origine dal fiume Po a Chivasso, viene integrato con le acque della Dora Baltea, ed attraversa la pianura vercellese e novarese per poi terminare dopo 85 chilometri con uno scaricatore nel fiume Ticino in comune di Galliate.

Illustrazione tratta dal giornale l'Emporio pittoresco (1866).

L’edificio di presa del Canale Cavour dal Po è sicuramente il manufatto più importante ed il più significativo dell’intero canale. L’opera di canalizzazione costituisce l’ossatura portante di un’estesa rete di canali di irrigazione che ha consentito lo sviluppo di un’area di estensione di circa 300000 ettari, compresa tra i fiumi Dora Baltea, Ticino e Po. Realizzato tra il 1863 ed il 1866 dal giovane Regno d’Italia, il canale Cavour prende il nome dal conte Camillo Benso di Cavour, uno tra i promotori di questa grande iniziativa.

L’opera, ideata dal vercellese Francesco Rossi tra il 1842 ed il 1846, venne riprogettata dall’ingegner Carlo Noè nel 1852 su incarico del conte Camillo Cavour. I lavori di costruzione del canale iniziarono nel 1863 e finirono nel 1866, dopo meno di tre anni. Si tratta  di un’opera che desta meraviglia per la sua complessità; infatti il canale Cavour fu, per parecchi decenni, il fiore all’occhiello dell’ingegneria idraulica italiana ed europea.

La bocca di presa dal fiume Po è larga al fondo 40 metri, di conseguenza l’edificio di presa (chiavica di imbocco) è lungo quanto è largo il canale, cioè 40 metri, e ha una larghezza di 8 metri. Le paratoie funzionavano con appositi meccanismi manuali azionati da una galleria coperta, alta circa 4 metri e situata nella parte superiore dell’edificio. Attualmente questi meccanismi manuali sono stati elettrificati. I manufatti dell’imbocco sono completati da due canali scaricatori: il primo serve a tenere sgombro l’edificio dai materiali galleggianti e tronchi provenienti dal fiume in piena; il secondo, invece, permette l’allontanamento delle acque del Po in esubero oltre la quantità necessaria da derivare.

L’edificio ed il sistema di canali di irrigazione ad esso collegati del Vercellese, del Novarese e del Pavese sono stati gestiti dall’Amministrazione Generale dei Canali Demaniali d’irrigazione (Canale Cavour) attraverso la concessione temporanea dei canali stessi ai consorzi Est Sesia di Novara ed Ovest Sesia di Vercelli.

Riferimenti:

• https://www.lastampa.it/vercelli/2016/10/03/news/dal-settecento-al-canale-cavour-in-mostra-l-acqua-che-sfama-vercelli-1.34781216
• http://www.roberto-crosio.net/1_vercellese/canale_cavour_storia_struttura.htm 
• https://it.wikipedia.org/wiki/Canale_Cavour

STEP #13: Nel Settecento

I molini della Molinetta erano piccoli impianti rurali e periferici della città di Torino al servizio delle campagne comprese tra il Po ed il Sangone. Per gli abitanti di Borgaretto, Stupinigi, Drosso, Mirafiori e Lingotto, i “Molassi” di Porta Palazzo erano troppo lontani e molti si recavano illegalmente a macinare i loro grani fuori dal territorio comunale. All’inizio del Seicento la Città di Torino decise così di costruire un nuovo molino in loco, alimentandolo con le acque delle sorgenti naturali della zona.

Nel 1752 alla Molinetta viene allestito il secondo molino. Il complesso raggiunge così l’assetto definitivo: non perché ora sia in grado di soddisfare la domanda locale di farina, ma piuttosto per i limiti idraulici di cui soffre. Gli interventi successivi riguarderanno per lo più la manutenzione di fabbricati e macchinari.

Disegno dei molini e degli edifici idraulici della Città di Torino
 risalente al 1780 con un quadro della Molinetta.

Le strutture idrauliche. Nel disegno il complesso presenta ora degli scoli del ramo principale della bealera Cossola. L’acqua delle bealere sembra aver sostituito quella naturale, principale fonte di alimentazione dei molini.

I due molini.

Il sistema degli scaricatori è formato da quattro condotti. Uno aggira il molino superiore (a), un altro consente di svuotare lo stagno (b), un terzo è adibito al parziale recupero delle acque (c). Il secondo molino, contrariamente al primo, non possiede un proprio scaricatore; devono essere chiuse le paratoie della balconera e l’acqua deve essere fatta defluire con il canale di sfogo del bacino di carino (d). Tutte le acque reflue sono raccolte e convogliate nel Po da una bealera insieme a quelle ripe circostanti.

LA RICERCA DELLE NUOVE ACQUE

Accrescere il potenziale idraulico rimarrà preoccupazione costante dell’amministrazione municipale. Ciò accade sia perché i molini ancora non riescono a lavorare con continuità nel corso dell’anno, sia perché il contributo delle risorgive pian piano si esaurisce. Si cercheranno quindi nuovi accordi per sfruttare tutte le acque limitrofe.

L’apporto idraulico più importante a favore dei molini è venuto dagli scoli del ramo principale della bealera Cossola, rafforzati a monte anche da quelli del ramo Giorsa. Il proprietario dei terreni interessati, il sig. Milano, è disposto a vendere e le trattative sono brevi. Nel marzo del 1770 la Città ha messo a bilancio la spesa preventiva e in una Congregazione ordina l’acquisto dei terreni necessari per la formazione di una nuova bealera per aumentare l’acqua al molino della Molinetta. Il progetto dell’architetto Riccati prevede lo scavo di poco più di 150 metri di canale e l’opportuno livellamento del terreno che separa lo scaricatore della Cossola diretto al Po dal canale della Molinetta.

Nel 1785 la Congregazione incarica l’architetto Riccati di preparare il progetto per condurre alla Molinetta le acque della cascina Porcheria grossa. Nonostante la breve distanza, le difficoltà sono parecchie, in quanto si tratterebbe di costruire un canale d’irrigazione attraverso terreni dalla morfologia accidentata. La trattativa viene approvata dalla Congregazione nel 1786, ma l’intesa finale non viene raggiunta, probabilmente a causa di valutazioni economiche non compatibili. Il progetto infatti verrà attuato solamente quarant’anni più tardi, nel 1825.

Riferimenti:

• https://www.icanaliditorino.it/

STEP #12: Nella tecnologia medievale e moderna

Tra l’alto Medioevo e l’XI secolo vengono introdotti, nell’ambito della coltivazione, molti elementi che saranno alla base della rivoluzione agricola dell’Occidente. Prima fra tutti, l’introduzione della rotazione delle colture, ma anche la messa in funzione di validi sistemi di irrigazione, nuove tecniche per sfruttare al meglio il lavoro degli animali, l’evoluzione dell’aratro, ecc..; tutto ciò consentirà la moltiplicazione dei raccolti, con una drastica riduzione del lavoro da parte dell’uomo.

Tra il XI e il XIII secolo si verificò in Europa una profonda trasformazione, che ebbe come aspetti più significativi l’aumento della popolazione e l’estendersi delle superfici coltivate. A ciò si accompagnò un’intensa attività di disboscamento e dissodamento e molte terre vergini furono messe a coltura. Una delle più straordinarie invenzioni dell’uomo in questo periodo è il mulino, una macchina che utilizza la forza naturale dell’acqua o del vento per far girare le pale di una ruota e, attraverso questo movimento, produrre energia. Complessi meccanismi servono a trasferire questa energia in dei macchinari che possono servire ad usi molto diversi: macinare il grano (l’uso più antico), battere il ferro, segare il legno, battere gli stracci per fare la carta o rendere più resistenti i tessuti, e così via. L’energia del mulino ad acqua deriva dalla canalizzazione di un corso d’acqua. Apposite “chiuse” governano la forza dell’acqua. La ruota idraulica può essere orizzontale su un asse verticale (come si può notare nei mulini più antichi) o più spesso verticale su un asse orizzontale (che permette di controllare meglio la forza dell’acqua). Speciali ingranaggi consentono di trasferire il movimento verticale in orizzontale, o viceversa. Il mulino ad acqua è un’invenzione antica, nota nel mondo mediterraneo così come in Cina. In età romana, una dettagliata descrizione tecnica si trova nel Trattato di architettura di Vitruvio (I secolo a.C.), ma fino al Medioevo le enormi potenzialità di questa macchina furono poco sfruttate. Il perché non si sa, ma lo storico francese Marc Bloch ha provato a dare una spiegazione di questo fenomeno: probabilmente per una questione di economia antica, che, essendo fondata sul lavoro degli schiavi, disponeva di manodopera sovrabbondante e a basso costo. Nel Medioevo, invece, il progressivo venir meno delle guerre e la generale trasformazione della società e dell’economia resero più rara la presenza di schiavi: questo comportò una maggiore attenzione agli strumenti e alle tecnologie “alternative”. È stato calcolato che una sola ruota di un mulino ad acqua corrisponde al lavoro di 40 schiavi. Soprattutto nel IX-X secolo si moltiplicarono i mulini ad uso agricolo, nei secoli successivi furono impiegati anche per usi industriali. Al Medioevo risale anche la diffusione dei mulini a vento. Si sa però che già nel II millennio a.C., in Mesopotamia, esistevano dei congegni che sfruttavano l’energia eolica per muovere le ruote idrauliche per irrigare i campi.

Per quanto riguarda l’Oriente, l’agricoltura e l’irrigazione hanno tratto notevole beneficio dallo sviluppo della tecnologia nel mondo islamico. Tra le più significative realizzazioni tecniche dobbiamo infatti considerare la costruzione di grandi ed efficaci impianti di irrigazione in Asia Minore, nel Nord Africa e in Spagna. Lo sviluppo di queste conoscenze trova collocazione anche all’interno dell’opera di Ibn al-Awwam, un dotto arabo vissuto a Siviglia verso la metà del XII secolo e autore di uno dei più importanti testi di letteratura agronoma di tutto il Medioevo: il titolo originario era Libro del mestiere del contadino, che diventa successivamente Libro dell’agricoltura. In quest’opera è di notevole interesse anche la parte dedicata all’irrigazione, affrontata con diverse considerazioni sulla meccanica dei fluidi, forte di una tecnologia alla cui la scienza araba stava dando un contributo di rilievo attraverso ricerche che avevano raggiunto risultati eccellenti. Lo studio dei testi della tradizione ellenistica era infatti stato aggiornato con la dettagliata descrizione di fontane, giochi d’acqua e apparati idraulici nei quali gli Arabi furono a lungo maestri impareggiabili.