Klíma detektívek Projektek 2022-2023
A projekt címe: InNovarAction: Az éghajlatváltozás, a levegőminőség és a helyi agrárgazdaság
Csapat: InNovarAzione
ITI OMAR Novara Olaszország 7 A diák életkora: 14-15 évesek, 16-17 évesek
Lehetséges-e szuper-felszívó anyagot létrehozni a mezőgazdaság számára, hogy megbirkózzon a szárazsággal?
È possibile creare un materiale super-assorbente per l'agricoltura per fare fronte alla siccità?
Az éghajlati és környezeti változások különösen nagy hatással vannak a vízre. Földünk 7,7 milliárd lakosából mintegy 3 milliárdan élnek szárazföldeken. Ez utóbbiak együttesen a szárazföldek területének 46,2%-át borítják. Tekintettel a folyamatban lévő éghajlati változásokra, a hosszú aszályos időszakokra és a sivatagos területek növekedésére, szükség van arra, hogy a levegőben lévő víz megkötésére és tárolására alkalmas új anyagokat tudjunk tanulmányozni. Piemontban a 2022-es nyár átlaghőmérséklete 20,7°C volt, az 1971-2000-es átlaghoz képest 3,1°C pozitív hőmérsékleti anomáliával, és az elmúlt 65 év történelmi eloszlásában a második legmelegebb nyári szezon volt a 2003-as kivételes nyár után. A fejlett mesterséges intelligencia technikákkal feldolgozott műholdfelvételek (NDMI, NDVI, OTCI indexek) felhasználásával sikerült megállapítani, hogy Novara tartományban mintegy 3000 hektárnyi rizsföld veszett el, ami a Novara környéki rizsföldek 10%-jét jelenti. Projektünk célja egy olyan prototípus megépítése volt, amely a levegőben lévő nedvességet felfogja és vízzé alakítja. A fő cél egy olyan szuperabszorbens termék megvalósítása volt, amely alacsony költségű, stabil, regenerálható és mindenekelőtt zöld nyersanyagokból nyerhető. A gél főként két olcsó és gyakori összetevőből áll: cellulózból, amely a növények falából származik, és Konjac-lisztből, amely a főzésben használt sűrítőanyag. A konjakgumi porózus szerkezetének köszönhetően magába zárja a levegőből származó nedvességet, míg a cellulóz a napfény hatására felmelegedve víztaszító tulajdonsága miatt felszabadítja a megkötött vizet. Az előállítási idő lerövidül, mivel a gél, miután fagyasztva megszáradt egy formában, lehúzható és azonnal felhasználható.
I cambiamenti climatici ed ambientali impattano in particolar modo sull'acqua. Sui 7,7 miliardi di abitanti del Pianeta, circa 3 miliardi vivono nelle zone aride. Queste ultime, messe insieme, coprono il 46,2% delle terre emerse. Visti i cambiamenti climatici in atto, i lunghi periodi di siccità, l'aumento delle zone desertiche, è necessario potario potere studiare nuovi materiali per la cattura e l'immagazzinamento dell'acqua presente nell'aria. Piemontéban a 2022-es évjárat 20,7°C-os középhőmérsékletet mutat, 3,1°C-os pozitív anomáliával az 1971-2000 közötti időszak középhőmérsékletéhez képest, és ez a második leghidegebb évszakot eredményezi az elmúlt 65 év történeti eloszlásában, a 2003-as ekcezális évjárat után. L'utilizzo di immagini satellitari (indici NDMI, NDVI, OTCI), elaborate con tecniche avanzate di intelligenza artificiale, ha permesso di stabilire che nella provincia di Novara sono andati persi circa 3.000 ettari a risaia che rappresentano il 10% della superficie totale a riso del novarese. Il nostro progetto mira alla realizzazione di un prototipo per catturare l'umidità presente nell'aria e trasformarla in acqua. L'obiettivo principale è stato la realizzazione di un prodotto super-assorbente a basso costo, stabile, rigenerabile, ma soprattutto ottenibile da materie prime green. Il gel è composto principalmente da principalmente da ingredienti economici e comuni: la cellulosa, proveniente dalle pareti vegetali delle piante, e la gomma di Konjac, un addensante utilizzato in cucina. La gomma di Konjac, grazie alla sua struttura porosa, cattura l'umidità dell'aria mentre la cellulosa, quando si scalda con il sole, rilascia l'acqua catturata grazie alle sue qualità idrorepellenti. I tempi di sintesi sono ridotti perché il gel, una volta liofilizzato in uno stampo, può essere staccato e utilizzato immediatamente.
A vízgőzfelvétel mérése: A vízgőzfelvétel mérése előtt minden mintát legalább 2 órán keresztül 90 °C-os kemencében szárítottunk. A szárított szuper higroszkópos polimer (SHPF) mintákat üvegekbe helyeztük, majd RH-szabályozott páratartalom-szabályozó rendszerbe (szárító vagy mikro-üvegház) zártuk. A vizsgáló kamrában a relatív páratartalmat egy specifikus só túlszaturált oldatával stabilizáltuk a kívánt értékre. A ~15% és ~30% relatív páratartalmat LiCl és CH3CO2K túltelített oldatával valósítottuk meg. A kamrában a relatív páratartalom és a hőmérséklet megfigyelésére egy higrométer és egy hőmérő szonda szolgált. Ezt követően mikromérleg segítségével figyeltük meg a tömegváltozást az abszorpciós és deszorpciós fázisok során; a kontrollált deszorpcióhoz IR-lámpát használtunk. A kapott kísérleti eredményekből levezethető, hogy a reagensek optimális koncentrációi a következők: KGM 4,6% tömeg és HPC 1% tömeg.
- A polimerek naponta több mint 10 abszorpciós-deszorpciós ciklusra képesek.
- Az elnyelt víz 30 °C-os napfűtési hőmérsékleten gyorsan felszabadulhat.
- A vízfelvétel csökken a HPC-tartalom növekedésével
- A konjak gumi és a hidroxipropil-cellulóz megújuló és alacsony költségű biomasszák.
- A legalacsonyabb polimervastagság 0,64 g∙g -1 vizet nyel el 15%-nél H.R.-rel.
Misura dell'assorbimento del vapore acqueo: Prima della misurazione dell'assorbimento del vapore acqueo, tutti i campioni sono stati essiccati in stufa a 90 °C per almeno 2 h. I campioni di polimerici super igroscopici (SHPF) essiccati sono stati introdotti all'interno di vials e successivamente chiusi in un sistema ad umidità RH controllato (essiccatore o micro-serra). L'umidità relativa nella camera di prova è stata stabilizzata al valore desiderato con una soluzione sovra-satura di un sale specifico. L'umidità relativa del ~15% és del ~30% sono state realizzate utilizzando rispettivamente soluzioni super-sature di LiCl and CH3CO2K. Per il monitoraggio dell'umidità relativa e della temperatura nella camera è stato impiegato un igrometro e una sonda termometrica. Egy mikrobilancia segítségével megfigyeltük a testsúly változását a felszívódás és a felszívódás megszüntetése során; a felszívódás ellenőrzésére egy IR-lámpát használtunk. Dai risultati sperimentali ottenuti si deduce che le concentrazioni ottimali dei reagenti sono: KGM 4,6% peso és HPC 1% peso.
- I polimeri possono fare più di 10 cicli di assorbimento-desorbimento al giorno.
- L'acqua assorbita può essere rilasciata in tempi brevi con temperature di riscaldamento solare di 30 °C.
- L'assorbimento di acqua diminuisce con l'aumento del contenuto del HPC
- La gomma di Konjac e l'idrossipropilcellulosa sono biomasse rinnovabili e a basso costo
- Lo spessore più basso di polimero assorbe 0,64 g∙g -1 d'acqua al 15% di H.R.
A műholdas adatok, az Arpa Piemonte felmérései és a Nemzeti Rizsügynökség által végzett tanulmányok elemzése alapján egyértelmű, hogy a folyamatos éghajlatváltozás, a vízhiány és a növekvő légszennyezés mind a rizstermelést, mind a rizs minőségét veszélyezteti Novara térségében. Konkrét akciónk egy egy négyzetméteres kísérleti rizsföld létrehozását jelenti iskolánk gyepén belül. A rizsföld talaját konjakgumiból és hidroxi-propil-cellulózból készült szuperabszorbens géllel kezeljük, a Prometheus 81 rizsfajtával kísérletezve, amelynek sokkal fejlettebb a gyökérzete, ezért mélyebbre tud nőni. Így a növény olyan talajrétegeket is elér, amelyeket más, vízszintes gyökérrendszerrel rendelkező rizsfajták normál esetben nem tudnának feltárni.
Dall'analisi dei dati satellitari, dai rilievi Arpa Piemonte e dagli studi condotti dall'ente Nazionale risi appare evidente che i cambiamenti climatici in atto, la carenza idrica e l'aumento del grado di inquinamento dell'aria stanno compromettendo sia la produzione sia la qualità dei risi del territorio Novarese. La nostra aione concreta prevede la realizzazione di una risaia sperimentale di un metro quadrato all'interno del prato della nostra scuola. Il terreno della risaia sarà trattato con il gel super assorbente a base di gomma di koniac e idrossi-propil-cellulosa sperimentando la varietà di riso prometeo 81 che possiede un apparato radicale molto più sviluppato e quindi può crescere più in profondità, la pianta, in questo modo, può raggiungere strati del suolo che normalmente non verrebbero esplorati da altre varietà di riso con un sistema radicale di tipo orizzontale.
Ezt a projektet automatikusan lefordították angolra.
A projekteket a csapatok hozzák létre, és teljes felelősséget vállalnak a megosztott adatokért.
← Minden projekt
EN 
CS 
DA 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
LV 
LT 
NL 
NB 
PL 
PT 
RO 
SK 
SL 
SV 
ES 