Un nou tip de sol creat de inginerii de la Universitatea din Texas din Austin poate extrage apa din aer și o poate distribui plantelor. Descoperirea are potențialul de a extinde harta terenurilor cultivabile din întreaga lume și de a reduce utilizarea apei în agricultură, într-o epocă în care secetele sunt din ce în ce mai frecvente.
După cum a fost publicat în revista științifică ACS Materials Letters, sistemul de irigare al apei atmosferice proiectat de echipa de cercetători folosește geluri absorbante de umiditate superioară pentru a captura apa din aer. Când solul este încălzit la o anumită temperatură, gelurile eliberează apa, făcând-o disponibilă plantelor. Când solul distribuie apă, o parte din aceasta se întoarce în aer, crescând umiditatea și facilitând continuarea ciclului de recoltare.
„Dezvoltarea agriculturii de sine stătătoare în zonele în care este greu să construiești sisteme de irigații și energie este crucială pentru eliberarea agriculturii din lanțul complex de aprovizionare cu apă, pe măsură ce resursele devin din ce în ce mai puține”, a spus Guihua Yu, profesor asociat de știința materialelor în cadrul Departamentului Walker de Inginerie Mecanică.
Fiecare gram de sol poate extrage aproximativ 3-4 grame de apă. În funcție de culturi, aproximativ 0,1 până la 1 kilogram de sol poate furniza suficientă apă pentru a iriga aproximativ un metru pătrat de teren agricol.
Gelurile din sol trag apa din aer în perioadele mai reci și mai umede din timpul nopții. Căldura solară din timpul zilei activează gelurile care conțin apă pentru a elibera conținutul lor în sol.
Echipa a efectuat experimente pe acoperișul clădirii Centrului de predare a ingineriei Cockrell School din Austin pentru a testa solul. Ei au descoperit că solul hidrogelului era capabil să rețină apa mai bine decât solurile nisipoase din zonele uscate și că avea nevoie de mult mai puțină apă pentru a crește plantele.
În timpul unui experiment de patru săptămâni, echipa a constatat că solul experimental a păstrat aproximativ 40% din cantitatea de apă cu care a început. În schimb, solului nisipos i-a rămas doar 20% din apă după doar o săptămână.
Într-un alt experiment, echipa a plantat ridichi în ambele tipuri de sol. Ridichile din solul hidrogel au supraviețuit unei perioade de 14 zile fără irigare, după ce au fost udate in prima faza, pentru a se asigura că plantele germineaza. Ridichile din solul nisipos au fost irigate de mai multe ori în primele patru zile ale experimentului, însă, niciuna nu a supraviețuit mai mult de două zile după perioada inițială de irigare.
„Majoritatea solului este suficient de bun pentru a susține creșterea plantelor”, a spus Fei Zhao, cercetător postdoctoral din grupul de cercetare al lui Yu. „Apa este principala limitare, de aceea am vrut să dezvoltăm un sol care să poată recolta apa din aerul ambiant”.
Solul de recoltare a apei este prima mare aplicație a tehnologiei la care grupul Yu lucrează de mai bine de doi ani. Anul trecut, echipa a dezvoltat capacitatea de a utiliza materiale hibrid gel-polimer care funcționează ca „super bureți”, extragând cantități mari de apă din aerul ambiant, curățându-l și eliberându-l rapid folosind energia solară.
Cercetătorii prevăd alte câteva aplicații ale tehnologiei, care ar putea fi utilizată și pentru răcirea panourilor solare și a centrelor de date.
