Cada ano, incêndios grassam em todo o norte da Índia, enquanto os fazendeiros queimam sua palha indesejada. O impacto é enorme. De outubro a novembro, enormes nuvens de fumaça espalham-se por Punjab e estados vizinhos, soprado pelos ventos predominantes na direção de Delhi.

Todo ano, ministros exigem ação - em 2016, a eles juntou-se a Suprema Corte da Índia. E todo ano, A NASA publica novas fotos de satélite mostrando a extensão do incêndio. Pessoas morrem nas estradas porque a fumaça limita a visibilidade, enquanto os problemas cardíacos e pulmonares são exacerbados.

Os campos férteis de Punjab produzem cerca de 20% do arroz e 40% do trigo da Índia. O arroz é cultivado de maio a outubro, seguido nos mesmos campos pelo trigo de novembro a março. A reviravolta entre a colheita do arroz e o plantio do trigo deve ser rápida, já que qualquer atraso afeta gravemente a produtividade do trigo.

As 11 milhões de toneladas de arroz cultivadas em Punjab deixam para trás cerca de 21 milhões de toneladas de palha - a parte não comestível da planta. Os fazendeiros normalmente têm apenas 20 dias para retirá-la antes do início da temporada do trigo. A palha é geralmente queimada abertamente nos mesmos campos onde foi cultivada, apesar das regulamentações e do conhecimento dos danos ambientais e humanos.

Isso faz parte da cultura de Punjabi há décadas (os vizinhos Haryana e Western Uttar-Pradesh seguem o mesmo ciclo de cultivo em quantidades comparáveis). A Índia não é a única - o estado da Califórnia queimava resíduos na década de 1980 e a queima da palha continua em muitas partes do sudeste da Ásia e da África hoje.

Queimar é duplamente prejudicial, pois a palha se perde nas chamas. Cada ano, o solo perde mais carbono, nitrogênio e outros nutrientes. Cada acre de arroz produz aproximadamente 2,5 toneladas de palha. Queimar a palha envia aproximadamente uma tonelada de carbono orgânico para a atmosfera (na forma de gases como o CO ₂ , CO e outros) junto com outros nutrientes, como nitrogênio, fósforo e potássio.

Apagando o fogo

Existem muitas alternativas para queimar, mas todos têm seus problemas. A palha do arroz não é nutritiva o suficiente para fazer boa forragem para os animais, e suas altas concentrações de sílica podem danificar os equipamentos agrícolas tradicionais.

Como o arroz é normalmente cultivado em pequenos campos, também nem sempre é possível (ou acessível) usar o maquinário de alta potência necessário para arar a palha profundamente no solo antes de plantar o trigo. Outras soluções, como usar palha para gerar biomassa ou para fazer papel, exigem muitas novas infraestruturas.

A palha já é coletada e enfardada hoje em algumas das grandes fazendas de Punjab, e outras áreas próximas a usinas de biomassa. Mas a palha enfardada é difícil de manusear, e volumosos para transportar e armazenar. Usinas de energia caras costumam ficar paradas por semanas, cercado por campos de palha úmida que não podem ser usados ​​até secar.

A queima de palha é ilegal, mas, como as alternativas são impraticáveis ​​ou caras, a maioria dos fazendeiros ainda o faz. Eles estão tomando uma decisão racional. Portanto, independentemente da política governamental e de considerações ambientais mais amplas, qualquer solução deve dar aos próprios agricultores um bom incentivo para não queimar.

Para resolver alguns desses problemas, desenvolvemos EnergyHarvest. Primeiro, a palha do arroz é comprimida em pequenos pellets usando a tecnologia normalmente usada para produzir ração animal. Um processo de aquecimento sem oxigênio conhecido como pirólise converte então essas pelotas em saídas de energia:calor e "bio-carvão", uma forma de carvão.

Essas pelotas transformam a palha do arroz em algo útil. Cada pellet contém muita energia para seu tamanho e peso. Eles são fáceis de manusear e armazenar, e menos caro para transportar do que grandes fardos de palha.

Resfriamento e carvão

O bio-carvão em que os pellets são transformados após a pirólise captura a maior parte do carbono e dos nutrientes presentes na palha original. Ao voltar ao solo, torna o solo mais saudável e retém mais água.

Enquanto isso, o calor liberado durante a pirólise pode ser capturado e usado para produzir água quente, ou energia mecânica ou elétrica. Também poderia ser convertido em refrigeração para alimentos pela metade do preço do resfriamento elétrico convencional. É importante que esses pellets possam ser usados ​​de muitas maneiras diferentes, porque diferentes áreas de cultivo apresentarão necessidades e oportunidades exclusivas.

Preparamos uma demonstração da tecnologia EnergyHarvest na Punjab Agricultural University (PAU) e uma série de testes de campo randomizados de três anos estão em andamento. O resfriamento é integrado aos sistemas de demonstração de armazenamento refrigerado no departamento de ciência de alimentos da PAU.

Nosso trabalho de conversão de palha em pellets, e o processamento dessas pelotas em produtos úteis, não resolverá a queima em campo aberto - ou a poluição do ar de Delhi - durante a noite. Mas isso significa que os pequenos agricultores, a maioria dos agricultores em Punjab, agora pode fazer algo útil com suas sobras.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.