Il nuovo tipo di terreno creato dagli ingegneri dell’Università del Texas ad Austin può estrarre l’acqua dall’aria e distribuirla alle piante, espandendo potenzialmente la mappa dei terreni coltivabili in tutto il mondo in luoghi precedentemente inospitali, riducendo l’uso di acqua in l’agricoltura in un momento di crescente siccità.
La ricerca pubblicata nella rivista ACS Materials Letters, riporta che il sistema di irrigazione dell’acqua atmosferica utilizza gel super assorbenti per catturare l’acqua dall’aria. I gel quando il terreno è riscaldato a una certa temperatura rilasciano l’acqua, rendendola disponibile alle piante. L’acqua distribuita nel terreno in parte ritorna nell’aria, aumentando l’umidità e facilitando la prosecuzione del ciclo di raccolta.
Guihua Yu, Professore di Scienza dei Materiali e Ingegneria Meccanica presso l’Università del Texas ad Austin, ha detto:
«Consentire un’agricoltura indipendente nelle aree in cui è difficile costruire sistemi di irrigazione e di alimentazione è fondamentale per liberare l’agricoltura dalla complessa catena di approvvigionamento idrico, poiché le risorse diventano sempre più scarse».
Ogni grammo di terreno può estrarre circa 3-4 grammi di acqua, a seconda delle colture, circa 0,1-1 kg di terreno possono fornire acqua sufficiente per irrigare circa un metro quadrato di terreno agricolo. I gel nel terreno estraggono l’acqua dall’aria durante i periodi più freddi e umidi della notte. Il calore solare durante il giorno attiva i gel contenenti acqua per rilasciare il loro contenuto nel terreno.
Il team per testare il terreno ha condotto esperimenti sul tetto dell’edificio del Cockrell School’s Engineering Teaching Center dell’Università del Texas ad Austin. Hanno scoperto che il suolo di idrogel era in grado di trattenere l’acqua meglio dei terreni sabbiosi che si trovano nelle aree asciutte e avevano bisogno di molta meno acqua per far crescere le piante.
Il team durante un esperimento di quattro settimane ha scoperto che il loro terreno conservava circa il 40% della quantità d’acqua; al contrario, dopo una settimana nel terreno sabbioso rimaneva solo il 20% dell’acqua.
Il team in un altro esperimento ha piantato i ravanelli in entrambi i tipi di terreno, è emerso che tutti quelli inseriti nel terreno di idrogel (inizialmente irrigato per assicurarsi che le piantine attecchissero) sono sopravvissuti per 14 giorni senza alcuna irrigazione, mentre i ravanelli nel terreno sabbioso irrigato più volte durante i primi quattro giorni dell’esperimento, nessuno è sopravvissuto più di due giorni dopo il periodo di irrigazione iniziale.
Fei Zhao, ricercatore del gruppo di ricerca di Guihua Yu che ha condotto lo studio con Xingyi Zhou e Panpan Zhang, ha detto:
«La maggior parte del terreno è abbastanza buono da sostenere la crescita delle piante, il limite principale è l’acqua, per questo abbiamo voluto sviluppare un terreno in grado di raccogliere l’acqua dall’aria».
Il terreno di raccolta dell’acqua è la prima grande applicazione della tecnologia su cui il gruppo di Guihua Yu lavora da più di due anni. Il team l’anno scorso ha sviluppato la capacità di utilizzare materiali ibridi gel-polimeri che funzionano come “super spugne”, estraendo grandi quantità di acqua dall’aria, pulendola e rilasciandola rapidamente utilizzando l’energia solare.
I ricercatori prevedono diverse altre applicazioni della tecnologia, potenzialmente potrebbe essere usata per il raffreddamento dei pannelli solari, i Centri elaborazione dati e per espandere l’accesso all’acqua potabile, sia attraverso sistemi individuali per le famiglie, sia con sistemi più grandi per i lavoratori o i soldati.