I ricercatori del Dipartimento di Scienze ingegneristiche dell'Università e della Scuola di geografia e ambiente ritengono di aver scoperto un nuovo modo di stimare accuratamente le risorse idriche sotterranee in Africa, utilizzando tecnologie mobili a basso costo montate su pompe manuali esistenti.

Circa un milione di pompe manuali forniscono acqua sotterranea alle popolazioni dell'Africa rurale. Le acque sotterranee vengono utilizzate ogni giorno da circa 200 milioni di africani rurali perché sono ampiamente disponibili, fonte affidabile e sicura di acqua potabile. Eppure, secondo un nuovo documento di ricerca dell'Università di Oxford, sebbene le acque sotterranee siano fondamentali per la crescita e lo sviluppo dell'Africa, attualmente ci sono troppo pochi dati per gestire efficacemente questa risorsa critica. I ricercatori hanno scoperto che misurare le vibrazioni mentre la maniglia della pompa si alza e si abbassa fornisce nuove informazioni sulla profondità delle acque sotterranee. I ricercatori affermano che lo studio ha il potenziale per essere ampliato in tutta l'Africa, il che significa che ogni volta che un abitante del villaggio pompava acqua, i dati potrebbero essere raccolti dalle vibrazioni della maniglia. I dati provenienti da una rete di pompe manuali in tutta la regione potrebbero essere trasmessi e archiviati nel cloud, creando un dataset pubblico che per la prima volta monitora le riserve di acque sotterranee in tutta l'Africa. La ricerca è supportata dal Dipartimento per lo sviluppo internazionale, i consigli di ricerca del Regno Unito e l'UNICEF.

Il team di Oxford ha iniziato a sperimentare "pompe a mano intelligenti" in 60 villaggi nelle zone rurali del Kenya nel 2012. Hanno scoperto che i trasmettitori di dati fissati all'impugnatura delle pompe a mano consentivano loro di stimare la quantità di acqua estratta da ciascuna pompa su base oraria. Ora hanno sviluppato un nuovo modo di analizzare i dati prodotti dal movimento delle vibrazioni della maniglia. I ricercatori hanno registrato il pompaggio per un periodo compreso tra 20 secondi e tre minuti nei siti del Kenya e di Oxford. Le letture sono state trasmesse a un laptop da un accelerometro montato sull'impugnatura della pompa. Hanno scoperto che quando la pompa viene utilizzata per attingere acqua da una falda acquifera profonda, produce modelli di vibrazione diversi rispetto a quando il livello dell'acqua è più basso. Le differenze nella dinamica della pompa a mano sono state analizzate utilizzando tecniche di apprendimento automatico, che può raccogliere modelli sottili nei dati di vibrazione per fornire stime della profondità delle falde acquifere al momento dell'estrazione dell'acqua.

L'autore principale, il dottor David Clifton, Professore Associato di Scienze Ingegneristiche presso l'Università di Oxford, ha dichiarato:'Questo progetto è un ottimo esempio dell'utilizzo degli ultimi sviluppi nei sensori mobili a basso costo e nell'apprendimento automatico; lavorando a stretto contatto con esperti di sviluppo, possiamo aiutare a contrastare la sicurezza idrica, che è una questione di enorme importanza nei paesi in via di sviluppo. Questo mostra cosa possiamo fare sia per costruire capacità scientifiche nel Regno Unito sia per aiutare i paesi a raggiungere gli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite nel garantire l'accesso all'acqua sicura.'

Si stima che la quantità di acque sotterranee in Africa sia oltre 100 volte superiore alle fonti rinnovabili annuali di acqua dolce nella regione, dice il giornale. La ricerca avverte i responsabili politici che c'è una "crescente urgenza" per l'azione poiché la regione deve far fronte a crescenti richieste di acqua dalla rete domestica, settore industriale e agricolo. Tuttavia, il documento afferma che i controlli su come vengono conservate e gestite le risorse idriche sono deboli o del tutto assenti. Il cambiamento climatico imprevedibile aggrava la situazione, il che rende questa ricerca ancora più importante in quanto ha dimostrato che questo sistema ha il potenziale per gestire, regolare e monitorare le risorse idriche sotterranee su larga scala, dice lo studio.

Coautore, Dottor Rob Hope, Professore Associato presso la Facoltà di Geografia e Ambiente dell'Università, ha dichiarato:'Più di quattro persone su cinque che non hanno accesso all'acqua potabile vivono in aree rurali e dipendono dalle acque sotterranee. Questo esempio di "infrastruttura accidentale" avvantaggia le comunità rurali fornendo dati critici che aiutano a raggiungere gli obiettivi nazionali e globali per la sicurezza idrica. Le pompe manuali intelligenti hanno già contribuito a ridurre i tempi di fermo delle pompe a mano rotte da oltre un mese a meno di tre giorni. Questa innovazione offre nuovi, dati preziosi che consentono loro di anticipare e rispondere a eventi imprevedibili di siccità che attualmente comportano enormi costi sociali ed economici per le persone in Kenya e nei paesi vicini.'