Os pesquisadores plantaram rabanetes nesta estufa em miniatura usando seu solo com autorregulação e compararam-no ao solo arenoso encontrado em regiões secas do mundo. Crédito:Universidade do Texas em Austin
Um novo tipo de solo criado por engenheiros da Universidade do Texas em Austin pode puxar água do ar e distribuí-la às plantas, potencialmente expandindo o mapa de terras cultiváveis ao redor do globo para lugares anteriormente inóspitos e reduzindo o uso de água na agricultura em uma época de secas crescentes.
Conforme publicado em Cartas de materiais ACS , o sistema de irrigação atmosférica da equipe usa géis superabsorventes para capturar a água do ar. Quando o solo é aquecido a uma certa temperatura, os géis liberam a água, tornando-o disponível para as plantas. Quando o solo distribui água, parte disso volta ao ar, aumentando a umidade e facilitando a continuidade do ciclo de colheita.
"Permitir a agricultura autônoma em áreas onde é difícil construir sistemas de irrigação e energia é crucial para liberar a agricultura da complexa cadeia de abastecimento de água, à medida que os recursos se tornam cada vez mais escassos, "disse Guihua Yu, professor associado de ciência dos materiais no Departamento Walker de Engenharia Mecânica.
Cada grama de solo pode extrair aproximadamente 3-4 gramas de água. Dependendo das safras, aproximadamente 0,1 a 1 quilograma de solo pode fornecer água suficiente para irrigar cerca de um metro quadrado de terras agrícolas.
Os géis no solo retiram a água do ar durante o resfriamento, períodos mais úmidos à noite. O calor solar durante o dia ativa os géis contendo água para liberar seu conteúdo no solo.
O solo puxa a água do ar durante o resfriamento, períodos úmidos à noite e, em seguida, libera-o quando ativado pela energia solar durante o dia. Crédito:Universidade do Texas em Austin
A equipe realizou experimentos no telhado do prédio do Centro de Ensino de Engenharia da Escola Cockrell em UT Austin para testar o solo. Eles descobriram que o solo de hidrogel foi capaz de reter água melhor do que os solos arenosos encontrados em áreas secas, e precisava de muito menos água para cultivar plantas.
Durante um experimento de quatro semanas, a equipe descobriu que seu solo retinha aproximadamente 40% da quantidade de água inicial. Em contraste, o solo arenoso tinha apenas 20% de sua água sobrando após apenas uma semana.
Em outro experimento, a equipe plantou rabanetes nos dois tipos de solo. Todos os rabanetes no solo de hidrogel sobreviveram um período de 14 dias sem qualquer irrigação além de uma rodada inicial para garantir que as plantas se firmassem. Rabanetes no solo arenoso foram irrigados várias vezes durante os primeiros quatro dias do experimento. Nenhum dos rabanetes no solo arenoso sobreviveu mais de dois dias após o período inicial de irrigação.
"A maior parte do solo é boa o suficiente para suportar o crescimento das plantas, "disse Fei Zhao, um pesquisador de pós-doutorado no grupo de pesquisa de Yu que liderou o estudo com Xingyi Zhou e Panpan Zhang. “É a água que é a principal limitação, por isso queríamos desenvolver um solo que pudesse captar água do ar ambiente. "
O solo de coleta de água é a primeira grande aplicação de tecnologia na qual o grupo de Yu vem trabalhando há mais de dois anos. Ano passado, a equipe desenvolveu a capacidade de usar materiais híbridos de gel-polímero que funcionam como "super esponjas, "extraindo grandes quantidades de água do ar ambiente, limpando-o e liberando-o rapidamente usando energia solar.
Os pesquisadores vislumbram várias outras aplicações da tecnologia. Ele poderia ser usado para resfriar painéis solares e data centers. Pode expandir o acesso à água potável, seja por meio de sistemas individuais para famílias ou sistemas maiores para grandes grupos, como trabalhadores ou soldados.
