Agro e ciência: cientistas desenvolvem solo com auto irrigação

Um novo tipo de solo criado pela 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 locais anteriormente inóspitos e reduzindo o uso de água na agricultura em um momento de secas crescentes.

Agronegócio
O solo enriquecido com o gel retira água do ar durante os períodos mais frios e úmidos à noite e, em seguida, libera quando ativado pela energia solar durante o dia. Crédito: Universidade do Texas em Austin.

De acordo com um novo estudo, publicado na ACS Materials Letters, o sistema de irrigação de água atmosférica usa géis superabsorventes para capturar água do ar. Quando o solo é aquecido a uma determinada temperatura, os géis liberam a água, disponibilizando-a para as plantas. Quando o solo distribui água, parte dela volta ao ar, aumentando a umidade e facilitando a continuidade do ciclo de colheita.

Segundo Guihua Yu, professor associado de ciência dos materiais no Departamento de Walker de Engenharia Mecânica, habilitar 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.

Cada grama de solo enriquecido com gel pode extrair aproximadamente 3-4 gramas de água. Dependendo das safras, aproximadamente 0,1 a 1 quilo de solo pode fornecer água suficiente para irrigar cerca de um metro quadrado de terra. Os géis no solo retiram a água do ar durante os períodos mais frios e úmidos à noite. O calor solar durante o dia ativa os géis que contêm água para liberar seu conteúdo no solo.

A equipe realizou experimentos no telhado do prédio do Centro de Ensino de Engenharia da Escola Cockrell na UT Austin para testar o solo. Os cientistas descobriram que o solo enriquecido com gel absorvente era 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 teve apenas 20% de sua água restante após apenas uma semana. Em outro experimento, a equipe plantou rabanetes nos dois tipos de solo. Todos os rabanetes no solo enriquecido de gel absorvente 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.

Fei Zhao, pesquisador de pós-doutorado no grupo de pesquisa de Yu que liderou o estudo com Xingyi Zhou e Panpan Zhang, diz: “a maior parte do solo é boa o suficiente para suportar o crescimento das plantas, porém a principal limitação é a água, por isso queríamos desenvolver um solo que pudesse captar água do ar ambiente.”

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O solo para coleta de água é a primeira grande aplicação de tecnologia na qual o grupo de Yu vem trabalhando há mais de dois anos. No 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 potencialmente usado para resfriar painéis solares e data centers. Ele poderia expandir o acesso à água potável, seja por meio de sistemas individuais para famílias ou sistemas maiores para grandes grupos, como trabalhadores ou soldados.