Projekty Detektywów Klimatu na lata 2022-2023
Tytuł projektu: InNovarAction: Zmiany klimatu, jakość powietrza i lokalna gospodarka rolna
Zespół: InNovarAzione
ITI OMAR Novara Włochy 7 Wiek ucznia: 14-15 lat, 16-17 lat
Czy możliwe jest stworzenie superchłonnego materiału dla rolnictwa, który poradzi sobie z suszą?
Czy możliwe jest stworzenie superabsorbującego materiału dla rolnictwa w celu zapewnienia bezpieczeństwa?
Zmiany klimatyczne i środowiskowe mają szczególny wpływ na wodę. Spośród 7,7 miliarda mieszkańców naszej planety, około 3 miliardy żyje na terenach suchych. Te ostatnie zajmują łącznie 46,2% powierzchni lądów. Biorąc pod uwagę zachodzące zmiany klimatyczne, długie okresy suszy i wzrost obszarów pustynnych, konieczne jest zbadanie nowych materiałów do wychwytywania i przechowywania wody w powietrzu. W Piemoncie lato 2022 r. miało średnią temperaturę 20,7°C, z dodatnią anomalią temperatury wynoszącą 3,1°C w porównaniu ze średnią z lat 1971-2000, i było drugim najgorętszym sezonem letnim w historycznym rozkładzie ostatnich 65 lat po wyjątkowym lecie 2003 roku. Wykorzystanie zdjęć satelitarnych (indeksy NDMI, NDVI, OTCI), przetworzonych za pomocą zaawansowanych technik sztucznej inteligencji, pozwoliło nam ustalić, że w prowincji Novara utracono około 3000 hektarów pól ryżowych, co stanowi 10% całkowitej powierzchni ryżu w regionie Novara. Nasz projekt miał na celu zbudowanie prototypu do wychwytywania wilgoci z powietrza i przekształcania jej w wodę. Głównym celem było stworzenie superchłonnego produktu, który jest tani, stabilny, regenerowalny, a przede wszystkim możliwy do uzyskania z ekologicznych surowców. Żel składa się głównie z dwóch tanich i powszechnych składników: celulozy, która pochodzi ze ścian roślin i gumy Konjac, zagęszczacza używanego w kuchni. Guma Konjac, ze względu na swoją porowatą strukturę, wychwytuje wilgoć z powietrza, podczas gdy celuloza, po podgrzaniu przez słońce, uwalnia wychwyconą wodę ze względu na swoje właściwości hydrofobowe. Czas syntezy jest skrócony, ponieważ żel po liofilizacji w formie można oderwać i natychmiast użyć.
Zmiany klimatyczne i środowiskowe mają szczególny wpływ na wodę. Spośród 7,7 miliona mieszkańców Pianety, około 3 miliony żyje w strefach suchych. Te ostatnie, połączone ze sobą, stanowią 46,2% obszarów lądowych. Biorąc pod uwagę zachodzące zmiany klimatyczne, długie okresy bezdeszczowe, wzrost liczby stref pustynnych, konieczne jest zbadanie nowych materiałów do pozyskiwania i utrwalania wody obecnej w powietrzu. W Piemoncie w 2022 r. odnotowano średnią temperaturę 20,7°C, z dodatnią anomalią termiczną wynoszącą 3,1°C w porównaniu ze średnią z okresu 1971-2000, i jest to drugi najcieplejszy etap w dystrybucji historycznej w ciągu ostatnich 65 lat po wyjątkowym okresie 2003. Wykorzystanie zobrazowań satelitarnych (wskaźniki NDMI, NDVI, OTCI), opracowanych przy użyciu najnowocześniejszych technologii sztucznej inteligencji, pozwoliło ustalić, że w prowincji Novara znajduje się około 3.000 ettari a risaia, które reprezentują 10% całkowitej powierzchni zagrożonej Nowej Zelandii. Nasz projekt ma na celu realizację prototypu do wychwytywania wilgoci obecnej w powietrzu i przekształcania jej w wodę. Głównym celem jest stworzenie superabsorbującego produktu o niskim koszcie, stabilnego, wytrzymałego, a przede wszystkim dostępnego z materiałów najwyższej jakości. Żel składa się głównie z dwóch ekonomicznych i powszechnych składników: celulozy, pochodzącej z roślinnych części piany, oraz gomma di Konjac, dodatku stosowanego w kuchni. Gomma di Konjac, ze względu na swoją porowatą strukturę, wychwytuje wilgoć z powietrza, a celuloza, gdy jest skalpowana z solą, oczyszcza wodę dzięki swoim właściwościom hydrofobowym. Czas schnięcia jest ograniczony, ponieważ żel po spryskaniu jedną warstwą może być natychmiast użyty.
Pomiar absorpcji pary wodnej: Przed pomiarem absorpcji pary wodnej, wszystkie próbki zostały wysuszone w piecu w temperaturze 90 °C przez co najmniej 2 h. Wysuszone próbki super higroskopijnego polimeru (SHPF) zostały umieszczone w fiolkach, a następnie szczelnie zamknięte w systemie wilgotnościowym o kontrolowanej wilgotności względnej (suszarka lub mikro-szklarnia). Wilgotność względna w komorze testowej została ustabilizowana do pożądanej wartości za pomocą przesyconego roztworu określonej soli. Wilgotność względna ~15% i ~30% została osiągnięta przy użyciu przesyconych roztworów odpowiednio LiCl i CH3CO2K. Do monitorowania wilgotności względnej i temperatury w komorze wykorzystano higrometr i sondę termometryczną. Za pomocą mikrowagi obserwowaliśmy zmiany masy podczas fazy absorpcji i desorpcji; do kontrolowanej desorpcji wykorzystano lampę IR. Z uzyskanych wyników eksperymentalnych można wywnioskować, że optymalne stężenia odczynników to: KGM 4,6% wag. i HPC 1% wag.
- Polimery mogą wykonać ponad 10 cykli absorpcji-desorpcji dziennie.
- Zaabsorbowana woda może zostać szybko uwolniona przy temperaturze ogrzewania słonecznego wynoszącej 30 °C.
- Absorpcja wody zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości HPC
- Guma konjac i hydroksypropyloceluloza są odnawialnymi i tanimi biomasami
- Najmniejsza grubość polimeru pochłania 0,64 g∙g -1 wody przy 15% przez H.R.
Pomiar absorpcji pary wodnej: Przed pomiarem absorpcji pary wodnej wszystkie kampanie są poddawane działaniu temperatury 90°C przez prawie 2 godziny. Kampanie z polimerami super-igroskopijnymi (SHPF) są wprowadzane do wnętrza fiolek, a następnie umieszczane w układzie o kontrolowanej wartości RH (esiccatore lub micro-serra). Odpowiednia wilgotność w kamerze pomiarowej jest stabilizowana na żądanym poziomie za pomocą specjalnego rozwiązania o określonej sprzedaży. Umiditità relativa dla ~15% i ~30% zostały zrealizowane przy użyciu odpowiednio super-saturowych roztworów LiCl i CH3CO2K. Do monitorowania wilgotności względnej i temperatury w kamerze zastosowano igrometr i sondę termometryczną. Za pomocą mikrobilansu obserwowano następnie zmiany masy ciała podczas fazy wchłaniania i desorpcji, a do kontroli desorpcji zastosowano lampę IR. Na podstawie uzyskanych wyników eksperymentalnych można wywnioskować, że stężenia odczynników są optymalne: KGM 4,6% peso i HPC 1% peso.
- Polimery mogą wykonywać ponad 10 cykli wchłaniania-desorpcji w ciągu dnia.
- Zaabsorbowana woda może być rozcieńczana w krótkich okresach czasu w temperaturze nagrzewania 30 °C.
- Absorpcja wody zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości HPC.
- Konjac i idrossipropilcellulosa to biomasy innowacyjne i tanie w produkcji
- Najwyższy poziom polimerów wynosi 0,64 g∙g -1 wody w 15% di H.R.
Z analizy danych satelitarnych, badań Arpa Piemonte i badań przeprowadzonych przez Krajową Agencję Ryżu jasno wynika, że postępujące zmiany klimatyczne, niedobory wody i rosnący poziom zanieczyszczenia powietrza zagrażają zarówno produkcji, jak i jakości ryżu w rejonie Novary. Nasze konkretne działanie obejmuje stworzenie eksperymentalnego pola ryżowego o powierzchni jednego metra kwadratowego na trawniku naszej szkoły. Gleba pola ryżowego zostanie potraktowana superabsorbującym żelem wykonanym z gumy koniac i hydroksypropylocelulozy, eksperymentując z odmianą ryżu Prometheus 81, która ma znacznie bardziej rozwinięty system korzeniowy i dlatego może rosnąć głębiej. W ten sposób roślina może dotrzeć do warstw gleby, które normalnie nie byłyby eksplorowane przez inne odmiany ryżu z poziomym systemem korzeniowym.
Z analizy danych satelitarnych, badań Arpa Piemonte i badań przeprowadzonych przez Narodowe Centrum Ryzyka wynika, że zmiany klimatyczne w fazie początkowej, troska o środowisko i wzrost stopnia zanieczyszczenia powietrza mogą mieć negatywny wpływ zarówno na produkcję, jak i na jakość powietrza na terytorium Novarese. Nasze konkretne działania mają na celu realizację eksperymentalnej sieci metra na terenie naszej szkoły. Podłoże terenu zostanie pokryte żelem superabsorbującym na bazie gomu koniak i idrossi-propil-cellulosa w celu przetestowania odmiany ryzo prometeo 81, która ma znacznie bardziej rozwinięty aparat radiacyjny, a tym samym może rosnąć na większą skalę, W ten sposób pianta może osiągać warstwy gleby, które normalnie nie są eksplorowane przez inne odmiany ryzyka z systemem radialnym typu orizzontale.
Ten projekt został automatycznie przetłumaczony na język angielski.
Projekty tworzone są przez zespoły i to one biorą pełną odpowiedzialność za udostępniane dane.
← Wszystkie projekty
EN 
CS 
DA 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
LV 
LT 
NL 
NB 
PL 
PT 
RO 
SK 
SL 
SV 
ES 