Alti bacini artificiali di ghiaccio, chiamati stupa di ghiaccio, sono emersi nel 2014 come mezzo accessibile per immagazzinare l’acqua di irrigazione nei villaggi di montagna asciutti e d’alta quota. Ora, esperimenti con sistemi automatizzati dimostrano che la costruzione di questi giganteschi coni di ghiaccio utilizza circa 1/10 del volume dell’acqua utilizzata dai metodi manuali. Gli scienziati hanno presentato questa nuova ricerca il 23 giugno 2022 alla riunione di Frontiers in Hydrology a San Juan, Porto Rico.
Nella regione alta e arida del Ladakh, in India, questo miglioramento fa la differenza. L’approccio originale e manuale alla costruzione di stupa di ghiaccio in genere consente all’acqua di fluire per tutto l’inverno. La maggior parte dell’acqua non si congela e si perde. Le basse temperature aiutano a far crescere gli stupa di ghiaccio, ma le temperature troppo fredde congelano l’acqua nei tubi di mandata.
Suryanarayanan Balasubramanian è un glaciologo presso l’Università di Friburgo in Svizzera e il ricercatore capo di questo progetto. Balasubramanian ha detto:
La soluzione migliore è scaricare il tubo prima che si congeli. Il nuovo approccio automatizzato evitava i tubi bloccati. Utilizza le informazioni provenienti da modelli e dati meteorologici per prevedere il tempo, la durata e la portata ottimali di spruzzatura dell’acqua per costruire in modo efficiente stupa di ghiaccio. I ricercatori hanno anche affermato che potrebbero applicare le informazioni manualmente.
Molti stupa di ghiaccio si sciolgono entro l’estate, ma torri di ghiaccio più grandi e dalla forma più efficiente durano fino all’anno successivo. Potrebbero potenzialmente diventare strutture permanenti in grado di fornire una fonte d’acqua prevedibile tutto l’anno.
Balasubramanian ha detto, riferendosi ai nuovi risultati:
Lo scopo dell’esperimento era mostrare che esiste una metodologia migliore per costruire queste strutture e ci sono semplici lezioni che possiamo trarre. Perché è importante? Mostra che queste strutture sono limitate nel loro potenziale in questo momento. Possono crescere molto più grandi e durare molto più a lungo e utilizzare molta meno acqua.
Gli agricoltori producono stupa di ghiaccio spruzzando acqua nell’aria durante l’inverno per farla cadere e congelare in stalagmiti giganti e ghiacciate. I tubi e le fontane necessari per realizzare questi grandi coni di ghiaccio sono relativamente economici e di facile reperibilità, il che significa che gli agricoltori possono realizzarli senza aiuti esterni. Possono costruire grandi stupa da una portata di soli 7,9 galloni (30 litri) al minuto, o 2-3 volte il flusso di un tipico tubo da giardino, se applicato in modo coerente per mesi.
Il metodo, sviluppato per la prima volta in Ladakh, in India, è utilizzato anche in località aride e ad alta quota in Cile e Kirghizistan. Il Ladakh si trova più in alto di 9.800 piedi (3.000 metri) sul livello del mare tra la catena del Karakorum e l’Himalaya e riceve meno di 4 pollici (10 centimetri) di pioggia o neve ogni anno. Le reti di irrigazione in questa regione arida dipendono dall’acqua di disgelo tempestiva dei ghiacciai, dalla neve e dal permafrost, che sono sempre più inaffidabili in un clima che cambia.
Balasubramanian e colleghi hanno testato un sistema automatizzato. Controllava quanta acqua spruzzavano, quando e per quanto tempo, in base a modelli e dati meteorologici. I risultati preliminari delle misurazioni dei droni hanno rilevato che il sistema automatizzato ha erogato il 13% della quantità di acqua utilizzata dal sistema di fontana manuale per creare stupa di ghiaccio che erogavano la stessa o più acqua di disgelo. Anche gli impianti automatizzati non necessitavano di manutenzione invernale.
Sebbene il sistema automatizzato sia attualmente al di fuori dei budget della maggior parte degli agricoltori che utilizzano stupa di ghiaccio, Balasubramanian ha affermato:
…lo sviluppo e la produzione di massa potrebbero abbassare il prezzo e rendere il sistema più facile da usare. Le lezioni apprese dagli esperimenti di automazione su come ottimizzare la durata dell’irrorazione e la velocità del flusso d’acqua in base ai tassi di congelamento storici nella località potrebbero essere applicate manualmente. Abbiamo appena scalfito la superficie di queste strutture, perché parliamo solo di Ladakh. Ma non si tratta solo di questa posizione. Potrebbe essere applicato in molti luoghi, alcuni dei quali sono molto, molto più freddi. Non sappiamo davvero quale sia il limite massimo di dimensioni.
Conclusione: l’automazione può costruire serbatoi di ghiaccio più grandi e migliori che utilizzano meno acqua e durano più a lungo per l’uso agricolo in luoghi asciutti e ad alta quota. Non so però fino a che punto questa pratica possa essere sostenibile.