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Floating System Osmosi inversa  La tecnica del "fuori suolo o coltivazione senza suolo" rappresenta un’importante innovazione di coltivazione introdotta negli ultimi anni nel settore delle colture specializzate e protette.La sua diffusione in Italia è agli inizi ed appare al di sotto delle effettive potenzialità, soprattutto a causa delle carenze nella preparazione tecnico-professionale degli addetti e della necessità di ottimizzare i vari settori della produzione, quali serre, climatizzazione, fertirrigazione, varietà e cultivar, cicli colturali). In questo momento, si parla di una superficie coltivata in fuori suolo, inferiore a 1.000 ha (ortaggi, fragola, pomodoro, fiori, rosa, gerbera) su un totale di circa 25.000 ha di serre e tunnel. Nella sua breve storia italiana, il fuori suolo, in molti casi è stato, soprattutto agli inizi, un semplice trasferimento di impianti e conoscenze direttamente dall’estero. In questo momento le caratteristiche delle aziende interessate alla coltivazione in fuori suolo, sono: • Aziende di dimensioni medio-grandi. • Elevata imprenditorialità dell’agricoltore. • Buona preparazione tecnico-professionale degli operatori. Questa tecnica identifica diverse tipologie di coltivazioni, dove è sempre assente il terreno agrario, sostituito dall’acqua o dai vari substrati, in diverse tipologie di contenitori, dove le esigenze idriche e nutrizionali delle piante sono soddisfatte dalla distribuzione di soluzioni nutritive acquose (irrigazione fertilizzante) contenenti macro e micro-elementi nelle dovute concentrazioni (fertirrigazione in fuori suolo). Si possono indicare due tipologie di coltivazione senza suolo, una in cui si prevede la coltivazione in una soluzione nutritiva acquosa, cosiddetta “Idroponica”, l’altra tipologia è caratterizzata dalla coltivazione in presenza di un substrato e questa fa riferimento al cosiddetto “Fuori suolo”. Per quest’ultima tipologia di coltivazione si utilizzano vari tipi di substrati che possiamo suddividere in “Inerti” ed “Organici”.  Negli ultimi anni ha preso sempre più diffusione una sorta di fuori suolo che si avvicina molto all'idroponica, viene definito "Floating System".E' una tecnica che si è affermata con la produzione delle piantine di tabacco, e si è sviluppata su altre colture colture come le insalatine da taglio e altro (link). Il Floating system è un sistema di coltura che come strato di coltivazione non utilizza il terreno, ma soltanto l’acqua arricchita di soluzioni nutritive.La coltivazione in fuori suolo può essere a ciclo aperto o a ciclo chiuso. Il ciclo aperto, si ha quando la soluzione drenante non viene riutilizzata e va a perdere o viene utilizzata per la fertirrigazione di colture esterne su terreno. In ogni caso può essere fonte di perdite di acqua e nutrienti e/o d’inquinamento. Il ciclo chiuso prevede il recupero della soluzione nutritiva drenante e riutilizzata previa ricarica degli elementi nutritivi assorbiti dalle piante. Richiede molta attenzione nel controllo nutrizionale, e comporta dei rischi di diffusione di patologie, tanto che si parla di disinfezione della soluzione nutritiva riciclata e dopo diversi cicli deve in ogni caso essere sostituita, ma si ha un minore inquinamento. Perché il fuori suolo: Ci sono diversi motivi, che elenchiamo di seguito e che approfondiremo in un secondo momento, che evidenziano un problema, un’opportunità o un’esigenza, per i quali il fuori suolo può diventare una soluzione alternativa: • Stanchezza del terreno; • Presenza di patogeni radicali; • Impossibilità di sterilizzare i terreni con il Bromuro di Metile; • Migliorare la qualità e la quantità delle produzioni; • Legislazioni ambientali più restrittive; • Salinizzazione di terreni ed acque e disponibilità di acque di buona qualità; • Minore disponibilità di manodopera. Alcuni dei vantaggi del fuori suolo: • Controllo ottimale delle condizioni fitosanitarie; • Possibilità di utilizzare terreni marginali; • Miglior utilizzo dell’acqua, (ciclo chiuso, meno acqua, no inquinamento); • Risparmio di energia e di manodopera; • Migliorare le caratteristiche qualitative delle produzioni; • Aumentare la produzione, (ciclo più lungo, maggiore densità); • Standardizzazione dei processi produttivi; • Migliorare la capacità di pianificare la produzione; Limiti e difficoltà alla coltivazione in fuori suolo: • Maggiori investimenti iniziali, come serre, impiantistica, substrati; • Carenza di tecnici consulenti specialistici in grado di guidare ed assistere l’imprenditore nelle scelte gestionali e tecnico-agronomiche; • Diffidenza nei confronti di questa tecnica, che risulta complessa qualora si pretenda di applicarla secondo esperienze maturate in altre realtà territoriali e produttive; • Sistemi fragili, maggiori rischi e maggior prevenzione (sistemi di controllo automatici e d’emergenza); • Necessità di maggiori conoscenze su alcuni aspetti della gestione negli ambienti mediterranei; Fattori produttivi del sistema fuori suolo: Assodato che il fuori suolo viene attuato all’interno di serre o sistemi protetti, i fattori produttivi che intervengono nel sistema fuori suolo, sono i seguenti: • Serra e condizionabilità dell’ambiente protetto; • Tipo di substrato; • Tipo di contenitore; • Addizione dell’anidride carbonica; • Preparazione della soluzione nutritiva; • Gestione della fertirrigazione; • Sistemi e diverse tipologie di allevamento; • Epoche di coltivazione; • Specie e cultivar coltivate; Floating System Coltivazione di piante in acqua su supporti galleggianti in vasche.  Il Floating system è un sistema di coltura che come strato di coltivazione non utilizza il terreno, ma soltanto l’acqua arricchita di soluzioni nutritive.Il terreno, spesso si trova in condizioni agronomiche e fitosanitarie tali, da non permettere più una sana coltivazione senza ingenti interventi chimici per controllare patogeni e malerbe. Il divieto d’utilizzo del bromuro di metile ha portato gli agricoltori a cercare una tecnica innovativa sostitutiva per poter continuare l’attività. Il sistema prevede l’impiego di vasche impermeabili, rivestite in materiale plastico, riempite con una soluzione nutritiva completa di macro e microelementi, per un’altezza variabile tra i 10 e i 30 cm che viene arieggiata mediante il ricircolo ad intermittenza. E’ un sistema che nel tempo ha trovato diverse applicazioni, che si distinguono tra loro per la dimensione ed il volume della soluzione nutritiva e per le modalità di ricircolo ed ossigenazione della soluzione. Nelle vasche, sull'acqua (contenente gli elementi nutritivi)galleggiano dei contenitori alveolati di polistirolo ad alta densità, provvisti di fori, che fungono da supporto per le piante in coltivazione. In questi pannelli, per poter praticare la semina diretta della coltura si riempiono i fori a sezione troco-conica con un mix di substrati a base di vermiculite e perlite che ospiterà il seme. Per il trapianto invece, si utilizzano pannelli con fori di varia grandezza ed adeguatamente spaziati, posizionando le piantine, i bulbi o i cubetti di semina utilizzando un substrato, spesso un mix di torba bionda e comunque caratterizzato da elevata capillarità e basso peso specifico. La semina diretta in contenitori alveolari è una tecnica prevista per la produzione di insalate da taglio (lattughino, radicchietto, rucola, basilico e altro) o vivaismo (piantine di tabacco). La semina avviene nelle scanalature direttamente sui pannelli che prima di essere messi sulle vasche possono stazionare fino all’emergenza in celle di germinazione. Nel caso del trapianto si fa riferimento a specie come le lattughe da cespo, basilico e altre specie aromatiche commercializzate in vasetto, i fiori recisi, ecc. Vengono utilizzati pannelli di materiale espanso, polistirolo ad alta densità o altro, provvisti di fori di varie dimensioni che interessano tutto lo spessore, riempite con substrato quale perlite, sabbia grossa, lana di roccia, vermiculite o altro.L’apparato radicale della pianta si sviluppa all’interno della vasca risultando completamente o parzialmente immerso nella soluzione nutritiva. Gli impianti specializzati esistenti sono tutti dotati di doppio sistema di riscaldamento acqua e aria in modo da garantire condizioni termoigrometriche in grado di prevenire attacchi patogeni. E’ un sistema interessante per i contenuti costi di realizzo e gestione, dovuti alla limitata presenza di dispositivi automatici di controllo e correzione della soluzione nutritiva.La brevità del ciclo colturale non rende necessario reintegrare gli elementi nutritivi nella soluzione, solo tra un ciclo e l’altro, vengono corretti il pH e la conducibilità elettrica con l’aggiunta di acqua, soluzione concentrata e acido. L’unico controllo necessario durante la coltivazione riguarda il contenuto di ossigeno che deve mantenersi su valori prossimi a 5-7 mg/lt. Essendo il ciclo chiuso si rende sempre necessaria la filtrazione della soluzione nutritiva per evitare lo sviluppo di patogeni.Il sistema più semplice di ossigenazione consiste nel far circolare, a mezzo di una pompa, parte della soluzione nutritiva attraverso una tubazione in cui viene installato un tubo Venturi in grado di aspirare aria dall’esterno. E necessario evitare che un’eccessiva movimentazione perché, potrebbe danneggiare i delicati apparati radicali e mettere in soluzione eventuali essudati radicali che normalmente si depositano sul fondo delle vasche. Altri sistemi d’ossigenazione possono essere rappresentati da spruzzatori d’aria e di spruzzatori. Il floating system rappresenta un sistema particolarmente adatto per la coltivazione di prodotti destinati per la IV gamma, in quanto assicura elevati livelli produttivi caratterizzati anche da buone caratteristiche qualitative. Il contesto in cui s’inserisce il prodotto di IV gamma, (identificando con questo termine i prodotti ortofrutticoli freschi minimamente trattati e cioè lavati, tagliati e confezionati), è quello di un mercato che si amplia e si globalizza, dove il consumatore mostra una maggiore attenzione verso alimenti pronti all’uso e ricchi di servizi. Da un’esperienza di floricoltori olandesi, si potrà intravedere per il prossimo futuro, anche per i nostri floricoltori, una espansione su larga scala di questa tecnica per la coltivazione di iris ed altre bulbose da fiore reciso come narcisi giacinti e tulipani, infatti l’idrocoltura non richiede tecnologie molto sofisticate e consente di ridurre notevolmente i costi di produzione. Osmosi inversa e Dissalazione delle acque 1a parte: L’osmosi è un fenomeno naturale, senza il quale la vita diventerebbe impossibile. I processi osmotici permettono alle piante di assorbire le sostanze nutrienti dal terreno.  Quando ci occupiamo di un sistema, consistente in due liquidi separati da una membrana semi permeabile (impermeabile solo per i sali) ed aggiungiamo il sale a un lato del sistema, l’acqua pura inizia ad attraversare la membrana.Tale flusso continuerà fino a che la pressione non e’ uguale da entrambi i lati della membrana. In seguito il livello dell’acqua sarà più alto dove è stato aggiunto il sale. La differenza nel livello d’acqua, formata tramite l’aggiunta di una quantità specifica di sale, è denominata pressione osmotica. La pressione osmotica dell’acqua di mare è intorno ai 26 bar.§ Possiamo spiegare il termine "osmosi inversa" come segue: Per desalinizzare l’acqua, dobbiamo creare un flusso attraverso una membrana, che induce l’acqua ad abbandonare la parte salata della membrana, fluendo nella parte non salata. Perché ciò avvenga, sulla colonna dell’acqua dalla parte salata della membrana si deve generare una pressione, prima di tutto per rimuovere la pressione osmotica naturale e secondariamente per generare una pressione supplementare sulla colonna dell’acqua, in modo da spingere l’acqua attraverso la membrana. L’osmosi inversa può essere usata per la separazione dell’acqua da tutte le sostanze in essa disciolte, per produrre acqua che sia essenzialmente priva di sali. A secondo della pressione osmotica necessaria di una data soluzione, la pressioneda applicareper realizzare un processo di osmosi inversa può variare tra i 10 e i 70 bar. Per la desalinizzazione dell’acqua di mare, la pressione deve essere di circa 50-60 bar. Con l'adozione di un impianto di osmosi inversa si ha la possibilità di scegliere il grado di dissalazione desiderato affinchè l'acqua prodotta sia compatibile con la coltura che ne necessita. La tecnica dell'osmosi inversa è molto versatile e può essere impiegata sia con acquemolto salate che poco salate. 2a parte: Le tecniche di dissalazione comunemente utilizzate Per raggiungere con facilità un’ottimale operatività, perun impianto di dissalazione è necessario conoscere a perfezione le caratteristiche dell’acqua da trattare. La qualità delle acque di superficie, non importa se salmastre o saline, è sempre soggetta a variazioni di carattere stagionale. Potenziali difficoltà operative conseguenti a tali variazioni possono essere prevenute tenendo conto delle variazioni stesse già in fase progettuale. E’ in ogni caso ovvio che tale comportamento presuppone una preventiva conoscenza del campo di variazione e soprattutto dei valori di punta che ci si può aspettare. Molte sono le considerazioni di carattere tecnico ed economico che si possono fare sulle varie tecnologie, come di seguito esposte in modo sintetico. L’elettrodialisi ha un campo d’applicazione limitato, in pratica il buon funzionamento si ha con acque molto salmastre e i risultati sono invece scarsi con acque poco salmastre. Altro svantaggio di un impianto di elettrodialisi è l’elevato costo di acquisto e di esercizio, inoltre è una tecnologia relativamente recente e l’applicazione è ancora ridotta. La distillazione a membrana ha gli stessi svantaggi dell’elettrodialisi e concettualmente l’impianto è di difficile conduzione e richiede manutenzione altamente qualificata. L’evaporazione è una vecchia tecnica di dissalazione, ormai in disuso in tutti i paesi privi di petrolio come risorsa prima, e l’orientamento attuale è di sostituirla con l’osmosi inversa. Gli scambiatori ionici hanno invece il vantaggio di avere un costo di acquisto abbastanza contenuto ma sono di difficile applicazione perché superando il limite di 800 ppm di salinitàdiventa notevole il consumo dei rigeneranti (acido cloridrico e soda caustica). L’Osmosi inversa è la tecnica di dissalazione oggi più diffusa sul mercato. Essa prevede l’impiego di membrane semipermeabili che, per effetto di una pressione, riescono a separare i sali dall’acqua nella percentuale desiderata, senza squilibrare la concentrazione chimica dell’acqua utilizzata. Con l’adozione di un impianto di dissalazione ad osmosi inversa si ha la possibilità di scegliere il grado di dissalazione desiderato in modo che il prodotto finale (permeato) sia compatibile con l’utilizzo. Il processo di dissalazione a mezzo osmosi inversa è un processo fisico-meccanico, pertanto il concentrato (scarico) presenta gli stessi sali dell’acqua originaria solo un po’ più concentrati. L’impianto è di facile conduzione perché è completamente automatizzato. La tecnica dell’osmosi inversa è molto versatile e può essere impiegata con acque poco salmastre, molto salmastre e anche di mare. Per la scelta di un impianto ad osmosi inversa è importante conoscere i seguenti punti: a) la provenienza dell’acqua (pozzo, lago, fiume, acquedotto, mare ecc..); b) la quantità dell’acqua da trattare; c) l’analisi chimica dell’acqua da trattare; d) l’utilizzo finale dell’acqua trattata. Generalmente le acque vengono pre-trattate prima di alimentare l’impianto ad osmosi inversa. Il trattamento preparatorio prevede una fase di clorazione, una di filtrazione meccanica con filtro a sabbia, una di declorazione a carboni attivi e una microfiltrazione a cartucce. In caso di presenza di ferro e manganese, essi si dovranno eliminare dall’acqua da trattare. L’assenza di ferro, manganese e sostanze organiche, non prevede la filtrazione a sabbia e la filtrazione a cartucce. Con la clorazione si esegue un’ossidazione delle sostanze organiche, con la filtrazione a sabbia si rimuovono i solidi sospesi e con la filtrazione a carboni attivi si trattengono i clorocomposti e quanto ossidato nelle precedenti fasi; l’impianto dissalatore ad osmosi inversa effettua invece la riduzione percentuale della salinità. Gli impianti ad osmosi inversa sono generalmente realizzati su telaio d’acciaio inox, dove trovano sistemazione il quadro generale di comando di tutto il sistema, la pompa ad alta pressione che alimenta il gruppo membrane osmotiche, cuore dell’impianto. In base al numero delle membrane e attivando apposite valvole si stabiliscono le quantità d’acqua da produrre in funzione delle caratteristiche originarie dell’acqua e secondo l’utilizzo finale. Gli impianti sono anche dotati di valvole di miscelazione per aumentare la salinità dell’acqua permeata secondo gli specifici utilizzi. Generalmente un impianto ad osmosi riduce la salinità del 98-99%, e quindi da un acqua avente 2.000 µS/cm di conducibilità si ottiene un permeato con solo 30-40 µS/cm. Quest’ultimo può essere così utilizzato nella coltivazione delle orchidee ma è opportuno miscelarlo fino a 300-400 µS/cm per la coltivazione delle gerbere. Chiaramente la miscelazione scelta è controllata ed è visibile sul conduttivimetro dell’impianto stesso. Il funzionamento di questi impianti è continuo ed in base al recupero fissato (in genere il 70%) si avranno un permeato che è inviato ad un accumulo per poi essere utilizzato, ed un concentrato (30%) avviato allo scarico. A volte il concentrato può essere anche utilizzato per colture non sensibili alla salinità (per es., pomodoro). Fonte:Elementi tecnici per la coltivazione idroponica. Enrico Farina. Progetto finalizzato MiPAF Torna Su 
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