Riassunto:
Gli scienziati cinesi hanno proposto un'idea piuttosto audace: riutilizzare un gran numero di miniere di carbone abbandonate in tutto il paese e trasformare tunnel e caverne sotterranee originariamente inattive in spazi sperimentali agricoli per studiare nuovi modelli agricoli per la coltivazione in un ambiente altamente controllato. I ricercatori ritengono che, man mano che il cambiamento climatico globale si intensifica e le condizioni meteorologiche estreme diventano sempre più frequenti, questi spazi sotterranei potrebbero diventare importanti siti sperimentali per esplorare l’agricoltura del futuro.
La Cina conta attualmente più di 12.000 miniere di carbone abbandonate, che hanno lasciato dietro di sé enormi spazi sotterranei e una grande quantità di infrastrutture che possono essere riutilizzate. Il gruppo di ricerca ritiene che entro il 2030 circa 15.000 miniere di carbone in Cina potrebbero cessare la produzione, il che significa che la portata dello spazio sotterraneo disponibile per la trasformazione e l’utilizzo si espanderà ulteriormente in futuro.
Questa idea è stata proposta da ricercatori del Centro provinciale di ingegneria per lo sviluppo efficiente e verde delle risorse a base di carbone della provincia dello Shanxi e da altre istituzioni, ed è stata pubblicata sulla rivista "China Mining". I ricercatori ritengono che le miniere di carbone abbandonate non siano solo relitti industriali da trattare, ma possano anche essere considerate una speciale risorsa sotterranea. Se le miniere qualificate potessero essere trasformate in modo sicuro, potrebbe essere possibile trasformare lo spazio sotterraneo altrimenti inattivo in un’unità sperimentale agricola chiusa.
Rispetto all'agricoltura tradizionale, il più grande vantaggio delle miniere di carbone sotterranee è che l'ambiente è relativamente stabile. L’agricoltura in superficie è influenzata dalla temperatura, dalle precipitazioni, dalla siccità, dalle forti piogge, dai forti venti e da altre condizioni meteorologiche estreme, mentre le miniere sotterranee possono essere in gran parte isolate dal clima esterno. I ricercatori ritengono quindi che l'ambiente sotterraneo sia particolarmente adatto per la ricerca sull'"agricoltura in ambiente chiuso", dove la maggior parte dei fattori chiave che influenzano la crescita delle piante possono essere controllati artificialmente.
Naturalmente, la semina sotterranea deve affrontare innanzitutto un problema molto ovvio: assenza di luce solare e assenza di precipitazioni naturali. I ricercatori propongono che le condizioni naturali possano essere sostituite da fonti di luce artificiale e sistemi di controllo ambientale, in modo che fattori come luce, temperatura, umidità, aria e anidride carbonica possano essere forniti in modo indipendente e regolati con precisione. In questo modo, lo spazio sotterraneo non dipende più dall’ambiente naturale, ma può diventare un sistema sperimentale agricolo altamente controllabile.
Il gruppo di ricerca ha condotto una valutazione preliminare per verificare se la miniera di carbone abbandonata è adatta alla trasformazione. Ritengono che prima di tutto sia necessario garantire che la struttura rocciosa circostante sia stabile e soddisfi i corrispondenti requisiti di sicurezza ingegneristica. Allo stesso tempo, la miniera deve disporre di sistemi affidabili di ventilazione, drenaggio e monitoraggio della sicurezza. Solo dopo che queste condizioni di base saranno soddisfatte, alcuni tunnel e caverne sotterranei avranno le basi ingegneristiche per costruire unità sperimentali agricole.
Anche l'infrastruttura esistente della miniera potrebbe rappresentare un vantaggio importante di questo modello di trasformazione. Le miniere di carbone abbandonate spesso dispongono già di tunnel, sistemi di alimentazione elettrica, sistemi di ventilazione e strutture di drenaggio, il che significa che se queste strutture possono essere riutilizzate, non è necessario costruire da zero una struttura agricola sotterranea completa, riducendo potenzialmente alcuni costi di costruzione.
C'è anche una risorsa nelle miniere di carbone sotterranee che non può essere facilmente ottenuta dalle tradizionali serre e fattorie all'aperto, ed è l'energia geotermica. All’aumentare della profondità, l’ambiente sotterraneo può solitamente mantenere una temperatura relativamente stabile e i ricercatori ritengono che l’energia geotermica possa essere ulteriormente utilizzata come fonte di calore per la produzione agricola. L’energia geotermica ha un potenziale di emissione di gas serra inferiore rispetto ai metodi di riscaldamento tradizionali che si basano su combustibili fossili, quindi potrebbe anche diventare un’importante fonte di energia nei sistemi agricoli sotterranei.
Le acque sotterranee delle miniere possono anche trasformarsi da un onere ambientale in una risorsa sfruttabile. Dopo la chiusura delle miniere di carbone, le acque sotterranee possono ricostituirsi e contenere solfati, metalli e altri contaminanti derivanti dal contatto a lungo termine con i giacimenti di carbone e la roccia circostante. Pertanto quest’acqua non può essere utilizzata direttamente per l’irrigazione agricola. Tuttavia, i ricercatori propongono che l’acqua della miniera possa essere trattata e utilizzata per la produzione agricola dopo aver rimosso le sostanze inquinanti, risolvendo così contemporaneamente i due problemi del trattamento delle acque delle miniere abbandonate e dell’approvvigionamento idrico agricolo sotterraneo.
Da questa prospettiva, la trasformazione delle miniere di carbone abbandonate in strutture agricole non significa semplicemente "spostare i terreni agricoli sottoterra", ma un modello di riciclaggio che reintegra lo spazio minerario, l'energia, le risorse idriche e le infrastrutture originali. Ciò che i ricercatori sperano di esplorare è una soluzione globale in grado di affrontare contemporaneamente i problemi ambientali delle miniere abbandonate e i problemi della produzione agricola.
Questo tipo di agricoltura sotterranea presenta anche il potenziale vantaggio di ridurre l'impatto dei disastri naturali sulla produzione agricola. Poiché le colture sono collocate in un ambiente chiuso, condizioni meteorologiche estreme sul terreno come forti piogge, inondazioni, siccità, ondate di freddo, ondate di caldo e forti venti non danneggeranno direttamente l’ambiente di produzione come l’agricoltura tradizionale. Poiché il cambiamento climatico globale rende più frequenti gli eventi meteorologici estremi, questo modello di produzione altamente controllabile potrebbe avere un valore di ricerca crescente.
Tuttavia, ciò che propongono i ricercatori non è trasformare immediatamente le miniere di carbone abbandonate in tutto il paese in aziende agricole commerciali su larga scala, ma utilizzare prima questi spazi per condurre esperimenti agricoli. Attraverso esperimenti su piccola scala, è possibile studiare i modelli di crescita di diverse colture in ambienti sotterranei e testare come funzionano insieme sistemi come l’illuminazione artificiale, il controllo della temperatura, la circolazione dell’acqua, la fornitura di anidride carbonica, la ventilazione e l’utilizzo dell’energia.
Se questi esperimenti riusciranno a dimostrare che l'agricoltura sotterranea è tecnicamente ed economicamente fattibile, in futuro sarà possibile ampliarne ulteriormente il campo di applicazione. I ricercatori ritengono che questo modello sia particolarmente adatto per studiare i fattori ambientali difficili da controllare nell’agricoltura tradizionale e possa anche fornire esperienza tecnica per la futura produzione agricola in ambienti estremi e ambienti chiusi.
Questa idea è in realtà legata al rapido sviluppo dell'agricoltura verticale, delle fabbriche vegetali e dell'agricoltura ad ambiente controllato negli ultimi anni. La differenza è che le miniere di carbone abbandonate hanno naturalmente enormi spazi sotterranei e parte delle infrastrutture esistono già, quindi in teoria possono fornire un ambiente agricolo chiuso molto più grande di un normale laboratorio.
Naturalmente ci sono anche molti problemi irrisolti nell'agricoltura sotterranea. L’illuminazione artificiale stessa consuma molta elettricità e il costo energetico delle fabbriche di impianti è sempre stato un fattore importante che ne limita la commercializzazione. Allo stesso tempo, la sicurezza strutturale della miniera, la ventilazione a lungo termine, il controllo dell’umidità, il drenaggio, la protezione antincendio e i potenziali contaminanti nell’ambiente sotterraneo devono essere tutti rigorosamente valutati. In particolare, la struttura geologica e i livelli di inquinamento delle diverse miniere variano notevolmente, e non tutte le miniere di carbone abbandonate sono adatte alla trasformazione in strutture agricole.
Pertanto, questa soluzione è ancora in fase di ricerca ed esplorazione, piuttosto che una tecnologia agricola matura che può essere promossa su larga scala. L’idea centrale dei ricercatori è che, poiché il cambiamento climatico continua a intensificarsi e l’agricoltura tradizionale si trova ad affrontare una crescente incertezza, le miniere sotterranee, che in passato erano considerate patrimonio industriale o addirittura oneri ambientali, potrebbero essere ridefinite come un tipo speciale di infrastruttura agricola.
Se in futuro verranno compiuti progressi nelle tecnologie correlate, un gran numero di miniere di carbone abbandonate potrebbero non essere più semplicemente chiuse e spazi sotterranei abbandonati, ma potrebbero diventare enormi "laboratori" per lo studio dell'agricoltura del futuro. Attraverso l’illuminazione artificiale, un preciso controllo ambientale, l’energia geotermica e l’acqua trattata delle miniere, gli esseri umani possono persino provare a creare nuovi sistemi di produzione alimentare in ambienti che in passato erano completamente impossibili per la produzione agricola.
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