Agricoltura e neutroni cosmici per misurare l’acqua nel suolo

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L’azienda sperimentale Sasse Rami di Veneto Agricoltura, con sede a Ceregnano in provincia di Rovigo, da sempre in prima fila quando si parla di innovazione in campo agricolo, è oggi sotto i riflettori perché è diventata – tra le altre attività di ricerca che vi si svolgono – anche un interessante campo di prova per la messa a punto di un rivoluzionario strumento sviluppato dall’Università di Padova per la misurazione dell’acqua nei terreni.

Per comprendere l’importanza di questa operazione è necessario però fare un passo indietro. In agricoltura è fondamentale conoscere il contenuto di acqua (umidità) presente nel suolo, nell’aria, in un raccolto, negli alimenti per gli animali, ecc. Da questo dato dipendono molte scelte quotidiane dell’imprenditore agricolo che non sempre, va detto, dispone di strumenti adeguati per misurare in tempo reale questo importante parametro. Sensori di prima generazione, strumenti spettroscopici, telerilevamento satellitare, ecc. spesso non soddisfano appieno le esigenze degli agricoltori, ed è proprio a causa della limitata sfera d’azione e dei costi eccessivi che la loro diffusione è limitata.

Tutto ciò spiega perché, nell’ambito delle misurazioni dell’umidità del suolo per finalità agronomiche, sta suscitando grande interesse una nuova tipologia di sensore in grado di rilevare con grande precisione il contenuto idrico presente appunto nel terreno. Si tratta di uno strumento sviluppato dall’Università di Padova, anche con finalità commerciali, oggi patrimonio di Finapp, uno spin-off dedicato, guidato da Luca Stevanato ricercatore in fisica nucleare applicata presso il Dipartimento di Fisica “Galileo Galilei” dell’Ateneo patavino.

L’interesse per questo sensore di ultima generazione presente nell’azienda sperimentale rodigina di Veneto Agricoltura non deriva solo dalla qualità della misura fornita, bensì dalla “grandezza” del dato rilevato, diversa da quelle fin qui disponibili, capace cioè di interpretare in modo nuovo e – a detta dei ricercatori – anche sorprendente la natura della materia indagata. Questa “grandezza”, in termini tecnici, è rappresentata dai neutroni cosmici (ad alta energia), dai neutroni epitermici e dai neutroni termici. Tradotto e semplificato in maniera estrema, ciò significa che i raggi provenienti dal cosmo incontrando l’atmosfera terrestre generano una cascata di particelle nucleari fra cui i neutroni ad elevata energia. Una parte di questi raggiunge la superficie terrestre attraversando inalterata l’aria, le nuvole, la biomassa e il suolo finché l’acqua presente nel terreno non ne dissipa una quota dell’energia posseduta. L’elaborazione di queste misure, unita a molti altri parametri, fornisce la quantità di acqua espressa in kg per m2 presente nel suolo.