sabato , 19 Giugno 2021
terreno “autoirrigante”
Foto di Tumisu da Pixabay

Il terreno “autoirrigante” che permette di coltivare anche i terreni più aridi 

Data la crescente siccità e le ondate di calore sempre più frequenti, l’Università del Texas ad Austin ha ideato un nuovo tipo di terreno “autoirrigante” grazie al quale si potrebbero rendere coltivabili terreni non utilizzati fino ad ora. 

In sostanza, il sistema di irrigazione utilizza un gel super umido che assorbe l’umidità e la converte in acqua, utilizzata per irrigare il terreno. 

I prodotti chimici 

I prodotti chimici utilizzati per creare il terreno “autoirrigante” sono: N – isopropilacrilammide, un termo polimero solubile in acqua, N, N – tetrametilendiammina, N, N – metilenebisacrilammidee, persolfato di ammonio, pirrolo, cloruro di litio, cloridrato e sabbia. 

Tutti i materiali sono stati utilizzati senza ulteriore purificazione e il terreno sabbioso utilizzato è quello secco locale di Austin (Texas, USA).

Il procedimento 

Per preparare i gel superassorbenti (SMAG), gli studiosi hanno mescolato l’N – isopropilacrilammide, l’N, N – tetrametilendiammina e l’acqua deionizzata.

Successivamente, hanno aggiunto la soluzione di N, N – metilenebisacrilammide, la soluzione di persolfato di ammonio e la soluzione PPy – Cl sotto sonicazione (ovvero con l’utilizzo di onde acustiche). 

In seguito, gli studiosi hanno spurgato la soluzione con l’azoto per 10 minuti e poi hanno aggiunto il persolfato di ammonio. Successivamente hanno effettuato la polimerizzazione per 12 ore. A questo punto, il team di studiosi ha immerso il gel ottenuto in acqua fredda (5°C) e acqua calda (circa 80°C), in modo alternato ogni 3 ore, per rimuovere i monomeri non reagiti. Hanno ripetuta la fase di purificazione 3 volte. 

Infine, i ricercatori hanno mescolato lo SMAG con il terreno ed hanno macinato la miscela ottenuta con acqua aggiunta a goccia. Hanno essiccato il tutto a 90°C in un forno sottovuoto per 12 ore e successivamente lo hanno macinato per la semina delle colture.

La cattura dell’acqua

La preparazione per il terreno “autoirrigante” non finisce qui. 

Gli studiosi hanno inserito i campioni di terreno in un sistema di controllo dell’umidità relativa (RH). Ed hanno stabilizzato al valore desiderato l’umidità relativa nel contenitore da una soluzione supersatura di sale specifico. 

Gli studiosi hanno attentamente monitorato il peso di questi campioni da una microbilancia durante il processo di idratazione fino a quando il contenuto di acqua ha raggiunto l’equilibrio.

La capacità di assorbimento dell’acqua può essere ottenuta dal cambiamento di peso dei campioni nel tempo.

Il potenziale dello SMAG

Lo SMAG è in grado di catturare l’umidità quasi 5 volte il suo peso in 12 ore e conservare l’acqua ottenuta fino a quando non viene completamente riscaldato per il rilascio dell’acqua. 

Lo SMAG, dunque, cattura l’umidità di notte e durante il giorno la distribuisce alle piante. Il terreno “autoirrigante” distribuisce l’acqua inviandone una parte alle piante e una parte all’aria, aumentando l’umidità e ciò crea un ciclo di raccolta che sostiene il suolo autonomamente.

I risultati mostrano chiaramente che lo SMAG può essere usato su terre aride con diversi livelli di siccità.

Inoltre, gli studiosi hanno anche osservato il rapporto germoglio / lunghezza delle radici delle piante nel terreno SMAG e nel terreno sabbioso senza irrigazione.  Il rapporto elevato nel caso del terreno SMAG rispetto a quello sabbioso indica un migliore apporto di acqua alle piante.

Questo nuovo terreno “autoirrigante” potrà rivoluzionare il mondo dell’agricoltura?

 

Fonte: “Super Moisture Absorbent Gels for Sustainable Agriculture via Atmospheric Water Irrigation”, 2020, Fei Zhao, Guihua Yu, Xingyi Zhou, Materials Letter

Marianna Fierro

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